发现开普勒-725c这颗“超级地球”，标志着科学家在找寻技术上又迈出关键一步
“这类似于通过观察时钟走得快慢，来判断是否有只‘看不见的手’在拨动指针。”
文 |《瞭望》新闻周刊记者 王贤思
浩瀚宇宙，是否只有地球存在生命？
当地球不再宜居，是否有其他星球可作人类的栖息地？
寻找地球“表亲”，人类步履不停。
近期，由中国科学院云南天文台科学家领衔的国际联合研究团队，在类太阳恒星开普勒-725宜居带发现了一颗质量为地球10倍、可能孕育生命的“超级地球”开普勒-725c。这一发现为地球人寻亲的漫长旅程又添一笔。
这是科研人员首次利用凌星中间时刻变化（Transit Timing Variation）反演技术（以下简称“TTV反演技术”），通过分析行星引力干扰引发的微小凌星时刻变化，成功推断并发现隐藏的“超级地球”。这为未来找到地球的更多宇宙“亲戚”提供了一种新途径。
利用 TTV 反演技术发现的“隐藏”在类太阳恒星宜居带内的行星开普勒 -725c 中国科学院云南天文台供图
茫茫星海觅“亲缘”
人类寻找系外宜居行星的历史，堪称一部“宇宙家谱”的编纂史。
作为天文学的基础研究前沿之一，探索系外宜居行星，关乎“地球是不是唯一一颗有生命的星球”以及“行星如何成为生命摇篮”等人类关心的重大问题。
1995年，瑞士天文学家在太阳系外发现一颗围绕类太阳恒星运行的类木行星飞马座51b，开启了类太阳恒星周围系外行星探索新时代。
30年来，全球科研人员采用多种方法从多维度探测寻找地球“表亲”。截至2025年6月，人类已确认发现5979颗系外行星，分布在4483个行星系统中，包括气态巨行星、气态类海王星、亚海王星、“超级地球”和类地行星等。但适合类地生命生存的行星，少之又少。
中国科学院云南天文台研究员王晓彬介绍，在浩瀚宇宙中寻找地球“表亲”，就像在茫茫人海中寻找失散多年的家人。宿主恒星的光谱型、行星的类型、行星是否位于宜居带等关键信息，共同指向行星与地球的“亲缘”关系以及孕育生命的可能性。
发现开普勒-725c这颗“超级地球”，标志着科学家在找寻技术上又迈出关键一步。
开普勒-725c的宿主恒星开普勒-725，是一颗距离太阳系约2472光年的类太阳恒星，年龄大约16亿岁，与太阳光谱型相似。中国科学院云南天文台副研究员孙磊磊说，“它比太阳‘年轻’许多，表面的磁场活动更为剧烈，可能带来频繁的太阳耀斑等现象。最终能探测到活跃的开普勒-725周围宜居带的‘超级地球’，殊为不易。”
开普勒-725c的质量约为地球的10倍，绕开普勒-725运行一圈大约需要207.5天，与地球一年的公转周期相差不大。
更为重要的是，开普勒-725c恰位于开普勒-725的宜居带内。在一个行星系统内，温度适宜，可使水以液态形式存在于行星表面的范围被称作宜居带。“液态水是诞生地球碳基生命的关键。”孙磊磊补充说，开普勒-725c是否真正具备类地生命存在的条件，还有赖对其宜居性进一步探究。
用“心跳”捕捉隐藏行星
天文学家普遍认为，本次“超级地球”的发现与研究，建立了一个发现类太阳恒星宜居带内低质量系外行星的新途径，即TTV反演技术。
“找到一种新途径，提供一种新工具，比发现‘超级地球’更令人振奋。”中国科学院云南天文台研究员顾盛宏说。
此前，天文学家主要依赖两种方法发现较低质量的系外行星。一种是视向速度法，通过检测宿主恒星在视线方向是否被行星拖拽得轻微摆动来发现行星。另一种是凌星法，通过测量行星遮挡宿主恒星发出的光来发现行星。由于宇宙辽阔、观测精度不够，对于像地球这样体积小、轨道远离宿主恒星的行星而言，这两种方法都很难奏效。
行星自身在可见光波段并不发光，主要靠反射宿主恒星的光，加之开普勒-725c距离我们约有2500光年，相比宿主恒星开普勒-725，开普勒-725c十分暗淡，难以被太空望远镜捕捉。孙磊磊介绍，直到科学家们利用TTV反演技术“揪”出它的踪迹。
系外行星系统如果拥有多颗行星，行星之间的引力相互作用会对行星的运动产生影响。TTV反演技术，即是通过测量系统中其他行星经过宿主恒星表面的时刻相对其公转轨道周期的微小偏离，推断待探测行星的存在。“这类似于通过观察时钟走得快慢，来判断是否有只‘看不见的手’在拨动指针。”顾盛宏解释。
TTV反演技术可有效弥补视向速度法和凌星法的不足。孙磊磊介绍，这一技术不需要直接观测待发现行星遮挡宿主恒星的过程，也不需要测量宿主恒星在视线方向的轻微摆动。
捕获开普勒-725c，验证了TTV反演技术的有效性，为寻找更多“隐藏”在类太阳恒星和红矮星宜居带中的系外行星提供一条新路径。
星际“串门”有多远
“宇宙寻亲”并非一时热情，而是科学界持续推进的重要战略任务。目前，“中国空间站巡天空间望远镜（CSST）”“地球2.0（ET）”等一系列空间科学项目正在稳步推进。未来，科学家将利用更高分辨率、更广视野的空间观测平台，专注于发现更多宜居系外行星，并对其开展深入研究。
“此次发现开普勒-725c所建立的新通道以及今后的相关研究结果，将为中国未来的空间天文任务提供新的观测目标和探测技术支持。”王晓彬说。
利用TTV反演技术实现成功探测，为更多宜居系外行星空间探测任务提供了方法论支持。辅以大数据与人工智能辅助筛选，深空探测能力有望进一步提升，TTV信号背后的更多“隐藏行星”或将现身。
下一步，研究人员将结合系外行星透射光谱、发射光谱和直接成像技术等其他观测手段，对相关宜居带行星是否真正具备类地生命存在条件，做进一步研究。
“我们这代人，正在打开通向宇宙的第一扇门。”顾盛宏说，距离真正开展星际探索，人类还有很多的研究要做、很长的路要走。■
