由中国科学院云南天文台研究员顾盛宏领衔的国际联合研究团队首次利用凌星中间时刻变化反演技术，在类太阳恒星的宜居带内发现一颗质量约为地球10倍的超级地球——开普勒-725c。国际著名科学期刊《自然-天文》（NatureAstronomy）近日发表了这一突破性成果。那么，这颗超级地球是怎样被发现的？寻找系外行星有哪些主流技术？科学家热衷探索的超级地球，对天文学或行星科学究竟有何意义？我们来请中国科普作家协会会员雷淼来说一说。
（1）开辟发现“地球2.0”的新通道
类太阳恒星开普勒-725距离地球大约2472光年，与太阳相似，也是G型黄矮星。早在2016年，人们就得知它有一颗行星开普勒-725b。云南天文台领衔的研究团队通过深挖原始数据发现，开普勒-725b的公转不太准时，最早的“提前”和最晚的“迟到”可相差0.012天（17分钟以上）。他们认为，还有一颗行星干扰了开普勒-725b的运行，最终通过凌星中间时刻变化反演，计算出这颗隐身行星的质量和轨道参数，并将其编号为开普勒-725c。
开普勒-725c的质量约为9.7个地球，每207.5天围绕主星转一圈。它的轨道半长轴（可视为与主星的平均距离）是0.674个日地距离，接受的平均辐照是地球的1.4倍，具备生命存在的条件。稍微美中不足的是，它的公转轨道比较扁，“寒暑”切换相当剧烈。
此次开普勒-725c受到极大关注，缘于这是使用凌星中间时刻变化法发现的首颗潜在宜居的超级地球。而且迄今为止，在已知类太阳恒星宜居带运行的超级地球中，它是唯一测得质量的。这项研究开辟了发现类太阳恒星宜居带内“地球2.0”的新通道，是具有国际领先意义的一大突破。
超级地球开普勒-725c（左一）示意图
（2）5大主流技术支持行星“找寻”
目前，科学家主要使用5种方法寻找系外行星。
1.视向速度法 当一颗恒星朝着我们晃过来时，我们会看到它的光谱谱线朝着蓝端移动，反之则朝着红端移动（光源接近我们时，光波会因波长压缩而变得更蓝，远离我们时会因波长拉伸而变得更红）。通过观测谱线的摆动幅度和周期，便可得到恒星在视线方向上的速度和周期，进而推算出造成晃动的那颗行星有多重、多久转一周。恒星光谱非常稳定可靠，且易于观测，所以视向速度法是主要的系外行星探测方法之一。
2.凌星法 有些行星的轨道和地球对得特别齐，当它围着恒星转的时候，在它的每一“年”，从地球看来，它都会从恒星面前经过一次，短暂地对恒星造成局部遮挡。在此期间，我们能看到恒星的亮度降低，这种事件就叫“凌星”。对于高灵敏度的观测设备来说，一丁点的变化足以让行星“现身”。如果恒星变暗事件周期性反复出现，就可以确认行星的存在，通过变暗幅度，还可以推测行星的尺寸。前面提到的开普勒空间望远镜探测系外行星，使用的就是凌星法。
3.凌星中间时刻变化法 以开普勒空间望远镜为代表的凌星法虽然发现了一大批系外行星，但也有明显局限。首先，它需要系外行星的轨道和地球精准对齐。其次，凌星造成的亮度变化可能还不如恒星自身活动的亮度变化大，所以干扰严重。此次，云南天文台联合研究团队使用的凌星中间时刻变化法，在一定程度上突破了这些限制：对一颗已知行星的公转周期进行计时，就有机会发现其他隐匿的行星。
4.微引力透镜法 爱因斯坦的广义相对论指出，在大质量物体周围，时空会发生显著的弯曲，使得走直线的光线看起来像是拐了弯。微引力透镜法利用的就是这个原理，它使用非常遥远的背景恒星作为参考光源，来观察近处的目标恒星。微引力透镜的弱点在于恒星遮掩是个一次性事件，难以像视向速度法或凌星法那样反复观测。
5.直接成像法 行星足够大或足够热，也有机会直接进入望远镜的视野。比如，刚刚形成的年轻行星接收了所有吸积物的势能，“憋了一肚子火”，能发出明亮的红外线。当然，行星再热也没有恒星热，还需要采取“消零干涉法”等特殊手段，把主星的光辉掩蔽掉，才能露出其本来模样。
（3）探索超级地球认识生命起源
截至2025年6月5日，人类已经确认了5917颗系外行星，分属4413个行星系，其中994个行星系拥有多颗行星。
科学家探索系外行星的热情源于多重科学动机和深远人文意义。通过研究系外行星的形成，可以揭示行星系统的普遍规律，进而理解太阳系和地球的起源。系外行星的多样性颠覆了对行星系统的传统认知，推动了行星形成理论的修正。寻找潜在宜居星球以及生命活动的痕迹，能够深入理解生命存在的条件、为生命普遍性研究提供样本。探索任务需要高精度光谱仪、空间望远镜、引力波探测等技术手段，同时促进了天文、物理、化学、生物学的交叉研究。
总而言之，“我们孤独吗”这个千古难题，人类会继续思考下去。而发现类太阳恒星宜居带内的类地行星，是关键一步。
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（供图：视觉中国）
记者：汪丹
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