有氢气的星球（氢氦为主的行星）

视觉中国供图

在超级地球和超级小海王星之间可能还有另一种行星，那就是氢海行星。这颗行星的氢包层非常薄，海洋表面的压力并不是特别高，可以支持生命的存在。K2-18b的观测也证明了符合上述想法的系外行星的存在。

邹元川华中科技大学物理学院教授

探索宇宙，寻找地外生命又迈出了一小步。

近日，来自英国剑桥大学的天文学家认为，氢海是一颗系外行星，或是外星生命的“摇篮”。研究小组发表论文称，他们发现了一种新的宜居星球。这种系外行星的质量是地球的数倍，拥有巨大的液态水海洋和富含氢气的大气层，被称为氢海行星。

也许在不久的将来，人类将能够在一个意想不到的星球上发现外星生命。

宜居行星不仅仅是类地行星。

"目前，只有一颗可信的氢海洋行星K2-18b . "邹元川直言，氢海行星是一颗系外行星，以主要由氢和液态水(海洋)组成的稀薄大气作为行星表层。

这颗行星的质量范围比较广，大致在1到10个地球质量之间。邹元川说，根据目前的观测，氢海行星的质量刚好在人类可以观测到的地外行星主要质量范围内。然而它的大气层只占总质量的百万分之一左右。“氢海行星的大气非常稀薄，发现和确定它们并不容易。”邹元川说。

自从人类在20世纪90年代初首次发现太阳系外的行星以来，我们已经发现了数以千计的系外行星。在数以千计的已知系外行星中，大多数位于地球和海王星之间。它们通常被称为超级地球或超级小海王星，大多数是大气中富含氢的岩石行星和冰冷的巨行星，或者介于两者之间的行星。氢海洋行星之前被认为是超小的海王星。

目前，地球是人类唯一知道生命存在的天体。在寻找系外行星的过程中，我们总是把寻找生命迹象作为重头戏。正因如此，天文学家主要关注体积、质量、温度和大气成分与地球相似的行星，即类地行星。

在剑桥大学的最新研究中，研究人员认为，可能不仅是类地行星适合居住，此前被认为不适合居住的氢海洋行星也可能孕育生命。研究小组成员表示，氢海洋行星似乎在整个银河系中极其常见，它们可能存在“极端生物”，就像可以在地球上最恶劣的环境中茁壮成长的生物一样。

研究人员认为，氢海洋行星通常比地球更热，它们的大气温度可能高达200摄氏度，这取决于它们的宿主恒星以及它们与宿主恒星的距离。

氢海行星虽然有着与地球不同的特点，但仍然具有容纳大片海洋的特点。在富含氢气的大气中，可能存在一个行星规模的巨大海洋。

邹元川介绍，与类地行星相比，氢海行星可能存在于恒星周围更广阔的空间。这意味着即使在宜居带之外，仍然有机会找到可以孕育生命的星球。这一发现可能会改写我们对“宜居带”的一般理解。

氢海星球上的海洋可能孕育生命。

邹元川介绍，氢海行星的质量介于地球和海王星之间。同样在这个质量范围内，大部分超小型海王星恒星都不具备支持生命存在的条件。大多数微小海王星的质量是地球的1.6倍。虽然这个质量小于海王星，但它仍然太大，无法像地球一样拥有岩石内部结构。“生命不可能诞生在气体中，只能在岩石核心上。如果气体太厚，岩石的压力太高，生命就无法存在。”他说。

对这类行星的早期研究认为，它们富含氢气的大气中的压力和温度太高，无法支持生命。剑桥大学研究团队最近对K2-18b的研究发现，在一定条件下，这类行星仍有机会支持生命繁衍。

这一发现导致该团队对相关行星和恒星的性质进行了更全面和详细的调查，寻找已知或未知的系外行星中哪些可能满足这些条件，以及它们是否有机会观测到它们的生物信号。

邹元川说，这类行星还包括潮汐锁定的暗氢海洋行星，它们可能只在永久背阴面具备宜居条件；还包括只能接收少量恒星辐射的冷氢海洋行星。

一些研究还认为，氢海行星具备支持地外生命想法的条件，更重要的是，这类行星的数量和可观测性高于类地行星，这将大大加快太阳系外生命的搜寻。

“最新的研究成果并没有推翻之前的行星研究结论。”邹元川承认，新的研究只是说在超级地球和超级小海王星之间可能还有另一颗行星，那就是氢海行星。这颗行星的氢包层非常薄，海洋表面的压力并不是特别高，可以支持生命的存在。K2-18b的观测也证明了符合上述想法的系外行星的存在。

生命形式很可能是微生物。

可以肯定的是，氢海星球为人类寻找地外生命开辟了新的途径。

剑桥大学的研究人员认为，氢海洋行星的大气中可能存在一些微量生物标志物。在不久的将来，人类或许可以通过光谱观测找到这些标记。

目前，研究小组已经确定了一个相当大的潜在氢海洋行星库，它们可以成为下一代望远镜详细研究的候选对象。

同时，仅凭质量还不足以确认一颗行星的具体情况，温度、大气性质等其他方面还需要更细致的研究。

邹元川说，氢海洋行星比类地行星更大、更热，其大气富含氢，这使得它们的大气特征更容易被探测到。

他介绍说，像氢海洋行星这样的行星占了已知系外行星的大多数。它需要更强大的望远镜从光谱中探测氢海洋行星大气中的生物标志物，即将发射的詹姆斯·韦伯望远镜就是适合这项研究的望远镜。

从过程上来说，氢海行星的探测和类地行星的探测是一样的，就是先用专门的行星探测望远镜找到地外行星，然后搜索可能的候选者，再用超大型望远镜进行详细的观测。

值得注意的是，虽然氢海星球是一种可能孕育生命的星球，但一方面，成为氢海星球还有很多限制，目前只有一个可信的候选者；另一方面，即使这种星球能够孕育生命，也极有可能是微生物，因为氢海星球的大气中没有氧气，无法支持需要有氧呼吸的大型动植物生存。

邹元川介绍，对于地外生命的搜寻，目前的主流是搜寻类地行星。比如美国国家航空航天局(NASA)2009年至2013年使用的开普勒太空望远镜；TESS小型太空望远镜于2018年发射，设计寿命至2020年，但仍在服役；欧洲航天局2015年发射的、设计使用到2025年的柏拉图太空望远镜是地外行星的主要发现者，但目前还没有探测到另一个真正的地球。

邹元川说，中国上海天文台研究员葛健提出了地球2.0计划。经过长时间的观测，有望找到一颗与地球参数相同的“姊妹星”，然后利用大型望远镜对该行星进行长时间观测(包括成像和光谱观测)。在邹元川看来，这将是最有可能找到地外生命的方式。