最像地球的岩石行星 LHS 1140b 現身！新觀測：具大氣層、落在適居帶

天文學家在尋找系外行星方面達到重要里程碑，首偵測到一顆落在適居帶的行星具備大氣層，很可能是迄今為止最像地球的系外行星！

宇宙多數行星剛誕生時，都批著由氫氣、氦氣構成的原始大氣，隨著行星成長過程被母恆星輻射狂烤，原始大氣會逐漸逸散至太空，地球、金星、火星都曾經歷這段「換裝期」，如今披著「第二代」大氣層。

2017 年，天文學家 Jason Dittmann 領導的團隊首度發現離地球約 48 光年的岩石系外行星 LHS 1140b，LHS 1140b 質量約地球 5.6 倍、大小約地球 1.73 倍，且恰好位於系統適居帶。

近期哈佛大學天文學家 Collin Cherubim 領導的團隊使用麥哲倫望遠鏡觀測，進一步發現 LHS 1140b 大氣正流失，逸散至太空的還不是普通氣體，而是氦氣，逃逸速度約每秒 10 萬公斤。更重要的是，這顆行星大氣層已在母星強烈輻射下撐過逾 30 億年！

這種現象透露一個關鍵資訊：LHS 1140b 大氣幾乎已不含氫氣，因為氫氣若還存在，它會像盾牌一樣吸收恆星輻射、保護氦氣不逸散。

▲ LHS 1140b 落在系統適居帶概念圖。（Source：哈佛-史密松天體物理中心/卡內基科學研究所）

根據氦氣逃逸能量精算，原子質量大於 9 的物質逃不出 LHS 1140b 手掌心，綜合這些線索，科學家拼湊出 LHS 1140b 當前面目：如果 LHS 1140b 正在重組二代大氣層，那麼氧、氮、水、甲烷、氨氣等較重分子可能都還被鎖在下層大氣內，但天文學家還不確定下層大氣由哪些物質組成。

研究團隊新論文發表在《科學》期刊，下一步將確認 LHS 1140b 大氣層完整成分，並調查這顆行星是否具地表海洋或其他適居特徵，也預計使用新模型尋找相似天體。

這是天文學家首次找到適居帶系外行星存在大氣層的證據，如今這顆行星正在呼吸換氣，將幫助填補科學家對早期行星大氣演化見解。

未來大氣層岩石系外行星探索勢必以 LHS 1140b 最受矚目，不過天文學家還有一份搜查清單，這些行星可能具大氣層但環境相對嚴苛，亦或大氣層訊號尚待進一步確認，包括：極熱熔岩行星 TOI-561 b、地表被石墨和鑽石覆蓋的巨蟹座 55e、水蒸氣訊號不夠清晰的 GJ 486 b 與 GJ 1132 b、含大量硫磺成分的異類岩石行星 L 98-59 d。