1992年1月，射電天文學家Aleksander Wolszczan和Dale Frail宣布，他們(men) 在脈衝(chong) 星PSR 1257+12的周圍發現了兩(liang) 顆環繞運行的行星。這是人類首次在太陽係之外發現行星。

三年多後，到了1995年10月，天文學家Michel Mayor和Didier Queloz首次發現了一顆圍繞著銀河係中一顆類日恒星運行的係外行星51 Pegasi b。兩(liang) 位天文學家也因此獲得了諾貝爾物理學獎。

自此之後的近30年裏，我們(men) 已經在太陽係外發現了數千顆係外行星。在係外行星的搜索中，尋找來自其他世界的生命跡象自然是其中的重頭戲。對此，天文學家主要關(guan) 注的是那些和地球大小、質量、溫度和大氣成分相似的行星，也就是所謂的類地行星。這是個(ge) 非常合理的起點，畢竟地球是我們(men) 目前唯一知道的存在生命的星球。

然而，在近日發表的一項新研究中，來自劍橋大學的天文學家認為(wei) ，其實還有更多充滿希望的可能，而我們(men) 不應該忽視它們(men) 。研究發現了一類新的宜居行星，它們(men) 被稱為(wei) “氫海”（Hycean）行星，顧名思義(yi) ，也就是那些具有富氫的大氣，且被海洋覆蓋的行星。

 氫海行星的藝術家暢想圖。｜圖片來源：Amanda Smith/University of Cambridge

這類行星看起來和我們(men) 的自己這顆星球非常不同，但研究認為(wei) ，它們(men) 有條件支持生命的存在，更重要是的，這類行星的數量和可觀測性均高於(yu) 類地行星。這將大大加速我們(men) 對太陽係之外的生命的搜索。一些樂(le) 觀的研究人員認為(wei) ，這一結果或許表明，在不久的將來找到太陽係外生命的生物信號成了一種切實的可能。

在已知的數千顆係外行星中，絕大多數行星的大小在地球和海王星之間，它們(men) 通常被稱為(wei) 超級地球或者超小海王星，主要是大氣富含氫的岩質行星或者冰質巨行星，或者介於(yu) 兩(liang) 者之間的行星。

大多數超小海王星的大小超過了地球的1.6倍，它們(men) 比海王星更小，但還是太大了，無法像地球這樣擁有岩質的內(nei) 部結構。早期對這類行星的研究認為(wei) ，它們(men) 富含氫的大氣之下的壓力和溫度過高，無法支持生命的存在。

但Nikku Madhusudhan博士領導的團隊最近對超小海王星K2-18b的研究發現，在某些條件下，這些行星仍然有機會(hui) 支持生命的存在。

這一發現讓團隊對相關(guan) 行星和恒星性質進行了更全麵的詳細調查，從(cong) 而希望尋找一些可能的行星條件，以及哪些已知的係外行星可能滿足這些條件，還有它們(men) 的生物信號是否有機會(hui) 被觀測到。

 係外行星K2-18b的藝術家印象圖。| 圖片來源：ESA/Hubble, M. Kornmesser

正是這項調查讓研究人員注意到了氫海行星。它們(men) 通常比地球更大，也更炎熱，可能是地球大小的2.6倍，其大氣溫度或許高達近200攝氏度，具體(ti) 則取決(jue) 於(yu) 它們(men) 的宿主星。

盡管和地球看似不同，但氫海行星仍然具有容納大型海洋的特征，在富含氫的大氣之下，存在著行星尺度的巨大海洋。這類海洋或許可以支持某些微生物生命的生存，它們(men) 或許類似於(yu) 地球上一些最極端的水生環境中發現的微生物生命。

這類行星還包括了潮汐鎖定的暗氫海行星，它們(men) 可能隻有在永久的背陰麵具有宜居條件，以及隻能接收到來自恒星的少量輻射的冷氫海行星。

與(yu) 類地行星相比，氫海行星可能存在於(yu) 恒星周圍更廣的空間範圍裏。也就是說，即使是位於(yu) 類地行星所需的宜居帶的範圍之外，仍然有機會(hui) 找到支持生命存在的行星。這也改寫(xie) 了我們(men) 通常對“宜居帶”的認識。

總的來說，天文學家相信，氫海行星可能相當普遍，這意味著在銀河係其他地方尋找生命的最有希望的地方，或許就一直隱藏在視線中。

當天文學家試圖確定很多光年之外的行星的狀況時，他們(men) 通常會(hui) 尋找分子特征，從(cong) 而推斷該行星的大氣和內(nei) 部結構，這些結構影響著行星的表麵狀況、海洋的存在和生命的潛力。

天文學家也會(hui) 尋找某些特定的生物信號，它們(men) 暗示著生命存在的可能性。最常見的生物信號包括氧氣、臭氧、甲烷和一氧化二氮，它們(men) 也都存在於(yu) 地球上。

還有一些其他生物標記物，比如氯甲烷和二甲基硫化物，它們(men) 在地球上的含量較低，但在氧氣或臭氧沒那麽(me) 豐(feng) 富的富氫大氣的行星上，這些化合物或許能成為(wei) 潛在的生命指標。

Madhusudhan表示，氫海行星為(wei) 人類在其他地方尋找生命開辟了一條全新的途徑，它們(men) 或許提供了更好的機會(hui) 來發現一些微量的生物信號。他們(men) 發現，氫海行星的大氣中可能存在一些微量的生物標記物，在不久的將來，這些標記物或許很容易通過光譜觀測被發現。

氫海行星更大的尺寸、更高的溫度和富含氫的大氣，也使得它們(men) 的大氣特征比類地行星更容易探測。

類似氫海行星這樣大小的行星在已知的係外行星中占了大多數，但對它們(men) 的研究還沒有像超級地球那般詳細。

當然，僅(jin) 僅(jin) 依靠大小還不足以確認一顆行星的具體(ti) 情況，還需要從(cong) 質量、溫度和大氣性質等其他方麵進行更詳細研究。

目前，研究團隊確定了一個(ge) 相當大的潛在的氫海行星樣本，這些樣本可以成為(wei) 下一代望遠鏡詳細研究的主要候選對象，比如一拖再拖的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）。這些行星都圍繞著距離我們(men) 35-150光年的紅矮星運行，以天文標準來說，它們(men) 非常“近”了。

科學家認為(wei) ，在搜索外星生命時，我們(men) 需要保持一種開放的態度，因為(wei) 自然總是以超乎想象的方式給我們(men) 帶來驚喜。

來源：原理

#創作團隊：

編譯：Måka

#參考來源：

https://www.cam.ac.uk/research/news/new-class-of-habitable-exoplanets-are-a-big-step-forward-in-the-search-for-life

https://www.sciencenews.org/article/planet-habitable-new-type-hycean-search-extraterrestrial-life-aliens

#圖片來源：

封麵來源：Amanda Smith/University of Cambridge

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