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来源:原理

1992年1月，射电天文学家亚历山大·沃尔兹森和戴尔·弗莱尔宣布他们发现了两颗围绕脉冲星PSR 1257+12的轨道行星。这是人类首次发现太阳系以外的行星。

三年多后，1995年10月，天文学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹首次发现了一颗系外行星51 Pegasi b，它围绕银河系中一颗类似太阳的恒星运行。正因如此，两位天文学家获得了诺贝尔物理学奖。

在此后的近30年里，我们在太阳系外发现了数千颗系外行星。在寻找系外行星的过程中，寻找来自其他世界的生命迹象自然是重头戏。在这方面，天文学家主要关注那些与地球大小、质量、温度和大气成分相似的行星，也就是所谓的类地行星。这是一个非常合理的起点。毕竟，地球是我们知道的唯一有生命的星球。

然而，在最近发表的一项新研究中，来自剑桥大学的天文学家认为，实际上还有更有希望的可能性，我们不应该忽视它们。研究发现了一种新的宜居行星，这种行星被称为“海洋”行星，顾名思义，就是那些拥有富含氢的大气层并被海洋覆盖的行星。

艺术家对氢海洋星球的想象。/阿曼达·史密斯/剑桥大学

这类行星看起来与我们自己的星球非常不同，但研究认为它们具有支持生命存在的条件，更重要的是，这类行星的数量和可观测性高于类地行星。这将大大加快我们对太阳系外生命的探索。一些乐观的研究人员认为，这一结果可能表明，在不久的将来找到太阳系外生命的生物信号具有实际可能性。

在数以千计的已知系外行星中，大多数都在地球和海王星的大小之间。它们通常被称为超级地球或超级小海王星，主要是岩石行星或富含氢气大气层的冰冷巨行星，或介于两者之间的行星。

大多数超小海王星比地球大1.6倍。它们比海王星小，但仍然太大，没有像地球一样的岩石内部结构。对这类行星的早期研究认为，它们富含氢气的大气层下的压力和温度太高，无法支持生命的存在。

然而，Nikku Madhusudhan博士领导的团队最近研究了超小型海王星K2-18b，发现在特定条件下，这些行星仍然有机会支持生命的存在。

这一发现让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，希望找到一些可能的行星条件，以及哪些已知的系外行星可能满足这些条件，以及它们的生物信号是否有机会被观测到。

艺术家的系外行星K2-18b印象图。/欧空局/哈勃，M .科恩梅瑟

正是这项调查吸引了研究人员对氢海洋星球的关注。它们通常比地球更大更热，可能是地球的2.6倍，它们的大气温度可能高达近200摄氏度，这取决于它们的宿主恒星。

虽然看起来和地球不一样，但是氢海星球还是有容纳大片海洋的特点。在富含氢气的大气层下，有一个巨大的行星规模的海洋。这样的海洋可能支持一些微生物生命的生存，这些微生物生命可能类似于在地球上一些最极端的水生环境中发现的微生物生命。

这些行星还包括潮汐锁定中的黑暗氢海行星，它们可能只在永久背阴面上具备宜居条件，以及只能接收少量恒星辐射的寒冷氢海行星。

与类地行星相比，氢海洋行星可能存在于恒星周围更广阔的空间中。换句话说，即使是在类地行星所要求的宜居带之外，仍然有机会找到支持生命的行星。这也改写了我们通常对“宜居带”的理解。

一般来说，天文学家认为氢海洋行星可能相当普遍，这意味着银河系其他地方最有希望找到生命的地方可能已经隐藏在视线之内。

当天文学家试图确定许多光年以外的行星的状况时，他们通常会寻找分子特征来推断行星的大气和内部结构，这些特征会影响行星的表面状况，海洋的存在和生命的潜力。

天文学家还将寻找某些暗示生命可能性的生物信号。最常见的生物信号包括氧气、臭氧、甲烷和一氧化二氮，它们也存在于地球上。

还有其他生物标志物，比如氯甲烷和二甲基硫醚，在地球上含量很低，但在氧气或臭氧不那么丰富的富氢大气星球上，这些化合物可能成为潜在的生命指示器。

Madhusudhan表示，氢海洋行星为人类在其他地方寻找生命开辟了新的途径，它们可能为寻找一些微量生物信号提供了更好的机会。他们发现氢海洋行星的大气中可能存在一些痕量生物标志物，在不久的将来，通过光谱观测可能很容易找到这些标志物。

氢海行星更大的体积、更高的温度和富含氢气的大气也使其大气特征比类地行星更容易被探测到。

氢海行星大小的行星占已知系外行星的大多数，但它们的研究没有超级地球那么细致。

当然，仅凭大小还不足以确认一颗行星的具体情况，还需要从质量、温度、大气性质等其他方面进行更细致的研究。

目前，研究小组已经确定了相当多的潜在氢海洋行星样本，它们可以成为下一代望远镜详细研究的主要候选对象，如延迟的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)。这些行星都在35-150光年外围绕红矮星运行，以天文学标准来看，它们非常“接近”。

科学家认为，我们在搜寻地外生命时需要保持开放的态度，因为大自然总是以难以想象的方式给我们带来惊喜。