2025年最激動人心的系外行星發現

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作者：Sharmila Kuthunur

翻譯：賀玉影

校對：牧夫校對組

編排：張瑩

后臺：朱宸宇

https://www.space.com/astronomy/exoplanets/the-most-exciting-exoplanet-discoveries-of-2025

已發現的各類系外行星的藝術表現圖，深色背景上排列著色彩斑斕、大小各異的行星

圖片來源：美國國家宇航局戈達德太空飛行中心

今年，美國國家宇航局追蹤到的太陽系外已確認行星數量突破6000顆，另有數千顆行星尚待確認。這一里程碑成就距1995年諾貝爾獎獲獎發現——首顆圍繞類太陽恒星運行的行星——僅過去三十年，主要得益于美國國家宇航局開普勒太空望遠鏡和凌星系外行星巡天衛星（TESS）的行星探測能力。

不斷增長的行星數量統計，反映出人類對我們所居住的星系銀河系的認知發生了多么巨大的擴展，同時也揭示了銀河系中行星群體的多樣性。

與我們太陽系相對平坦有序的結構截然不同，新觀測數據和對熟悉天體的深入復核揭示了若干在太陽系中不存在的行星類別——超級地球、迷你海王星和熱木星，以及那些軌道扭曲的行星。這些發現迫使天文學家重新思考行星的形成與演化機制。

歲末將至，讓我們回顧2025年天文學家研究過的最具魅力、最令人費解且打破常規的系外行星。這些行星既展現了系外行星科學取得的巨大進步，也昭示著仍有無數未知等待探索。

“塔圖因星”

今年，更多“類塔圖因”行星從科幻小說躍入系外行星數據庫——天文學家發現多顆圍繞雙星運行的行星，其運行模式有時甚至挑戰了行星形成的基本法則。其中最奇特的行星于四月現身：研究團隊宣布發現圍繞兩顆棕矮星運行的2M1510(AB)b，棕矮星常被稱為“失敗的星”，因其質量不足以引發核聚變。

這顆行星距地球約120光年，其軌道并非沿常規平面運行，而是圍繞兩顆恒星的兩極上下擺動。發現團隊通過智利的超大望遠鏡觀測到棕矮星軌道出現異常的反向擺動，由此推斷出該行星的存在。研究人員指出，這種引力跡象只能用一顆隱藏的、傾角陡峭的行星來解釋，該行星很可能在遠古時期被一顆恒星的飛掠撞擊至此。

同年晚些時候，另一支團隊在距地球僅73光年的致密雙星系統TOI-2267周圍發現了三顆地球大小的行星。團隊利用TESS數據發現，這三顆行星均會凌過雙星，盡管此類緊密結合的恒星系統被認為是行星形成的引力不穩定環境。

收獲還有，兩個獨立團隊發現了HD 143811(AB)b——一顆長期隱藏在存檔數據中的一顆大質量行星。這顆行星由智利南半球雙子星望遠鏡上的行星成像儀捕捉到，圍繞著距離地球約446光年的年輕雙星系統運行。盡管其體積約為木星的六倍，但這顆行星僅有1300萬歲，還在因形成時殘留的熱量發著光。

這顆行星的宿主恒星們每18天繞彼此旋轉一周，而行星本身則以300年為周期緩慢繞著兩顆恒星公轉。快速舞動的雙星系統與遙遠笨重的巨行星形成的鮮明對比，始終縈繞著一個未解之謎：如此龐大的行星如何能在如此復雜的動力學系統中形成并存續至今。

在K2-18b上搜索生命

這幅藝術表現圖展示了K2-18b行星、其宿主恒星以及該星系中另一顆伴星。

圖片來源：ESA/哈勃望遠鏡，M. Kornmesser

隨著關于該行星可能存在生命的論斷再度引發科學界激烈爭論，系外行星K2-18b無疑成為2025年最受矚目的系外行星熱點之一。

今年四月，劍橋大學領導的研究團隊宣布發現該行星大氣中存在生物標志氣體的最強有力證據，引發全球關注。

利用韋伯太空望遠鏡的新凌日光譜數據論證，研究人員認為數據與二甲基硫醚及可能的二甲基二硫醚特征吻合——這些氣體在地球上與海洋生物活動密切相關。

該團隊認為，這一發現支持了K2-18b可能是一顆被海洋覆蓋、能夠支持生命的世界，甚至可能“生機勃勃”。

然而數周內，獨立分析對該結論提出質疑。一組研究顯示，丙炔等非生物氣體也能產生相同光譜特征，無需訴諸生命存在；另一組則認為JWST信號噪聲過大或強度不足，無法得出確切結論。

這場爭論也凸顯了JWST的局限性——該望遠鏡的設計理念誕生于系外行星發現之前，如今正被推向其研究能力的極限。

盡管如此，研究人員強調K2-18b仍是理解“亞海王星”類行星的重要目標，這類行星在太陽系中并不存在。現有JWST觀測到更多的凌日觀察數據，或許能揭示這顆行星大氣層究竟能透露出什么信息。

未參與該研究的加州大學河濱分校天體生物學助理教授埃迪·施維特曼向Space.com表示：“若此事最終促使公眾對未來生命探測宣稱持更審慎態度，倒也未嘗不是好事。”

TRAPPIST-1e的宜居性無望

TRAPPIST星系的藝術表現圖。

圖片來源：NASA/JPL-Caltech

最新分析顯示，圍繞距離地球約40光年的冷紅矮星運行的七顆類地行星之一——TRAPPIST-1e，可能缺乏厚實的大氣層，這使得該行星存在適宜生命生存的液態水的前景變得復雜。

先前韋伯太空望遠鏡的觀測曾暗示該行星大氣中存在甲烷，提升了復雜化學反應甚至生物活動的可能性。但后續研究表明，這些信號很可能受到恒星本身的干擾。

計算機模擬顯示，TRAPPIST-1e上的甲烷將被強烈的紫外線輻射迅速破壞，僅能存續約20萬年——遠不足以讓地質過程完成補充。

凌日信號的波動變化進一步表明，就算存在大氣層，其探測難度也極高——這提醒我們，最具潛力的行星也不會有簡單的答案。

把半人馬座比鄰星看得更清楚了

半人馬座比鄰星系統的藝術表現圖，包含行星比鄰星b與比鄰星d（后者由NIRPS望遠鏡確認）。

圖片來源：Gabriel Pérez Díaz (IAC)

2025年，天文學家借助一款專為搜尋低溫矮星系行星設計的新型強力儀器，大幅提升了對半人馬座比鄰星行星系統的觀測精度——這顆距離太陽僅4.2光年的恒星是太陽系最近的恒星鄰居。

這臺名為近紅外行星搜索器（NIRPS）的新型高分辨率光譜儀安裝于智利拉西拉天文臺，并于7月交付了首批科研成果。

由西班牙加那利群島天體物理研究所的亞歷杭德羅·馬斯卡雷尼奧領導的團隊，確認了比鄰星b的存在——這顆地球大小的行星位于恒星宜居帶內，從而驗證了該設備的探測能力。

NIRPS還確認了更小的比鄰星d行星，并排除了先前宣稱存在的第三顆行星，從而完善了最近行星系統的普查數據。

該成果同時具有技術里程碑意義。天文學家首次達到所需精度，得以探測圍繞紅矮星運行的微型巖石行星所產生的微弱引力——這類恒星主要在紅外波段釋放光線，使得NIRPS等儀器在太陽系外尋找類地行星時具有重要價值。

解體行星的尾跡

圍繞巨星旋轉的解體行星藝術表現圖。

圖片來源：麻省理工學院何塞-路易斯·奧利瓦雷斯

今年，天文學家發現了幾顆罕見的系外行星，它們距離母星如此之近，以至于拖曳著長長的物質尾跡。從宇宙尺度來看，這些行星正被捕捉在解體前極其短暫的一瞬間。

其中一顆名為BD+05 4868 Ab的行星，由TESS望遠鏡在距地球約140光年的飛馬座區域發現。該行星每30.5小時完成一次公轉，其軌道距離恒星僅為水星繞日距離的20分之一。如此近的距離下，強烈的恒星熱量將行星表面的物質蒸發，于是這些物質流進太空，形成熾熱的彗星狀尾巴。這條尾巴極其巨大，長達900萬公里，約占行星軌道長度的一半。

研究團隊估算，該行星每繞行一周就會流失相當于一座珠穆朗瑪峰的物質，預計將在100萬至200萬年內徹底解體。尾部塵埃可能包含行星地殼、地幔甚至地核的物質，這將為科學家提供難得的機會，得以研究遙遠星球的內部構造——這種研究通常遠超觀測能力范圍。

另一研究團隊利用JWST觀測了超熱木星WASP-121b（又名泰洛斯）周圍截然不同的行星尾流。這顆距地球約858光年的行星丟失的不是巖石物質，而是大氣。JWST揭示了覆蓋行星軌道近60%的兩條巨大氦尾：一條尾隨其后，被恒星輻射和恒星風推擠；另一條更為罕見的先行尾則彎曲于行星前方，很可能受到恒星引力的牽引而向內彎曲。

拒絕裸露的熔巖行星

TOI-561的藝術表現圖——這是迄今在銀河系發現的最古老、金屬含量最低的行星系統之一。

圖片來源：W. M. Keck天文臺/Adam Makarenko

天文學家借助韋伯太空望遠鏡發現，一顆按常規理論本應完全真空的行星竟仍保有大氣層。

這顆名為TOI-561b的行星是顆熾熱的熔巖行星，圍繞銀河系最古老恒星之一運行，軌道如此貼近，其公轉周期不足地球一天。

由于潮汐鎖定，該行星始終以同一面朝向恒星，表面溫度高達約1726攝氏度——足以熔化巖石——且其年齡之久遠，任何原始大氣本應早已逸散殆盡。

然而韋伯太空望遠鏡的觀測顯示，該行星向陽面的溫度低于預期值——這本應是赤裸無氣巖石的特征。該現象表明存在著持續數十億年的厚重大氣層，正在行星表面重新分配熱量。

若該發現得到證實，將成為迄今最有力證據，證明在既非大質量也沒有宜人溫度的灼熱巖石行星上存在長壽大氣層，這將挑戰關于行星大氣層能在何種極端條件下存續的既有假設。

異星世界的生與死

系外行星寶寶WISPIT 2b在麥哲倫望遠鏡和大雙筒望遠鏡的新觀測中，呈現為一顆環繞恒星的明亮白色塵埃環旁的小紫點，其外側還可見更暗淡的外環。

圖片來源：亞利桑那大學萊爾德·克洛斯

今年，天文學家觀測到了兩個標志行星生命周期的宇宙時刻。

一項研究首次捕捉到距地球約437光年的行星形成過程。

智利麥哲倫望遠鏡與亞利桑那州大型雙筒望遠鏡的觀測顯示，這個異星世界如同暗淡的紫色光點，嵌入恒星周圍塵埃盤的環形空隙中。這顆名為WISPIT 2b的行星僅有500萬歲，但質量已達木星的五倍，正盤踞在星盤的空隙中，不斷吸積塵埃與氣體以加速成長。

天文學家長期推測此類間隙標志著新生行星的存在，但此次是首次直接觀測到行星正在積極開辟軌道。研究團隊還發現了更靠近恒星的第二顆候選行星，暗示該系統可能正在同時孕育多個世界。

在更接近地球的區域，另一支團隊捕捉到了恒星殘骸的影像。觀測顯示，白矮星LSPM J0207+3331，一顆距離地球約145光年的早已消亡的巨星殘骸，正在持續摧毀一顆行星殘骸——直徑約193公里的天體——正被恒星強烈的引力撕裂。

天文學家通過智利和夏威夷的望遠鏡探測到白矮星表面近期沉降的重元素，據稱這證明碎片是在過去3.5萬年內吸積形成的，可能仍在不斷落入白矮星表面。

研究結果表明，隨著恒星衰變而變化的引力場會破壞幸存行星和小行星等天體的穩定性，從而引發碰撞，使碎片螺旋吸入恒星內部最終毀滅。

責任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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