哈佛大學天文團隊利用智利麥哲倫望遠鏡的高解析光譜儀，在距離地球約 48 光年的紅矮星系統中，首度確認位於恆星「宜居帶（Habitable Zone）」內的超級地球 LHS 1140 b 具備大氣層留存證據。這項重大發現打破了過去認為紅矮星易將鄰近行星大氣吹散的疑慮，被天文學界視為人類尋找太陽系外宜居世界的重要里程碑。
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人類在浩瀚宇宙中尋找第二個地球的征途迎來了歷史性突破。由哈佛大學學者 Collin Cherubim 領導的國際研究團隊在頂級科學期刊《Science》刊登最新研究，宣布在距離地球約 48 至 50 光年的鯨魚座紅矮星系統中，於「超級地球（Super-Earth）」LHS 1140 b 觀測到大氣層存在的明確光譜訊號。這是天文學界有史以來，首度在恆星宜居帶內的類地岩石行星上證實保留了大氣層。
捕捉亞穩態氦光譜！首度確認宜居帶岩石行星大氣流動
這項突破性發現是研究團隊利用位於智利拉斯坎帕納斯天文台的麥哲倫黏土望遠鏡（Magellan Clay），搭載高解析度近紅外光譜儀 WINERED 所取得的成果。觀測團隊在 LHS 1140 b 凌星（Transit）期間，成功在約 1.083 微米（μm）波長處偵測到顯著的「亞穩態氦（Metastable Helium）」吸收特徵，其吸收深度達到約 1.24%。
研究指出，該訊號來自於母恆星發射的 X 射線與極紫外線（XUV）照射行星上層大氣，所驅動的「流體力學大氣外流（Hydrodynamic escape）」，推估其氣體質量流失速率約為每秒數百噸。由於觀測顯示上層逸散氣體以氦為主、極度缺乏氫，符合大氣經歷長期演化後的物質分餾模型，意味著較重的分子（如水蒸氣、氮氣與二氧化碳）極有可能被牢牢鎖定在行星的下層大氣中。
不是乾涸岩石！質量兩成疑為水，宛如深海冰封世界
LHS 1140 b 之所以受到全球天文學家的高度矚目，源於其得天獨厚的物理特徵：
- 質量與體積：質量約為地球的 5.6 倍、半徑約為 1.73 倍，但其平均密度僅約 5.9 g/cm³，遠低於純岩石行星的預期。
- 潛在「水世界」：模型推算其總質量的 9% 至 19% 可能由水組成，顯示它並非一顆乾燥的荒漠星球，而極可能是一顆富含水資源的海洋行星（Ocean world）。
- 適宜的軌道環境：以約 24.7 天的週期繞行母恆星公轉，剛好位處能夠維持液態水的宜居帶內，接收約地球 42% 的恆星輻射量，平衡溫度約為攝氏零下 47 度（226 K）。若具備溫室氣體調節，極可能在迎光面擁有局部解凍的「眼球狀」液態海洋。
在此之前，哈伯太空望遠鏡（HST）與韋伯太空望遠鏡（JWST）已排除了該行星具有濃厚原始富氫大氣的可能性，並初步發現了氮氣瑞利散射的微弱跡象，本次地面望遠鏡的氦氣探測，正好與先前的數據完美拼合。
驗證「宇宙海岸線」假說，紅矮星宜居潛力獲重大支撐
銀河系中絕大多數的恆星皆為紅矮星（M 矮星），但紅矮星通常伴隨強烈且頻繁的恆星耀斑，科學界過去多半悲觀認為，其宜居帶行星的大氣層很可能在數億年內就被高能輻射完全剝離。然而，母星 LHS 1140 是一顆活動相對溫和且自轉週期長達 130 天的「安靜紅矮星」，這為 LHS 1140 b 提供了在數十億年間維持大氣層的完美避風港。
值得注意的是，同系統中軌道更靠內、更炎熱的 LHS 1140 c 則未偵測到任何氦氣特徵。兩顆行星的一有一無，剛好驗證了天文物理學界著名的「宇宙海岸線（Cosmic shoreline）」模型——即受高輻射灼燒的內側行星會淪為光禿裸岩，而外側質量足夠的冷涼行星則能保住大氣。
儘管後續在 2025 年的觀測以及部分 JWST 數據中，氦訊號展現出受恆星活動影響的時間變動性，但這項成果已為系外生命探索跨出實質的一大步。雖然目前尚未證實 LHS 1140 b 上存在生命跡象或廣袤液態水，但確認大氣層的存在，無疑已點亮了人類邁向地外宜居世界的燈塔。
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