詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的一项主要目标是探测系外行星的大气层，以此判断它们是否可能支持生命。

但为了实现这一目标，科学家必须先知道该看向哪里，并且目标系外行星本身必须具备大气层。

目前科学家已确认大约 6000 颗系外行星的位置，但他们认为其中许多并没有大气层，而即使有，很多也并非地球大小。更令人遗憾的是，这些行星往往围绕着亮度过高的恒星，现有的望远镜难以观测其大气。所有这些限制最终导致，尽管存在 6000 颗潜在候选星，但真正可以观测到地球大小并具备大气的星系数量相对较少。

一颗受红矮星耀斑影响的行星。图片来源：NASA

因此，加州理工学院（Cal Tech）的 Jonathan Barrientos 及其合著者在 arXiv 预印本服务器上发布的一篇新论文——描述了五颗围绕 M 型矮星的新系外行星，其中两颗可能具备大气——对行星生物学家和系外行星猎手而言是一条重大新闻。

这五颗候选星是由过境系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）发现的，但要“确认”它们需要额外的工作，而这一工作首次在新论文中报道。当 TESS 发现可能有趣的信号时，其操作者会发布 TESS 目标兴趣对象（TESS Object of Interest，TOI）警报，向公众公布新的系外行星候选。确认候选对象通常需要跟踪光度测量或甚至高分辨率成像等后续观测。

对这些行星的确认工作实质上是一项团队协作，涉及至少九台不同望远镜的数据，包括 Keck II 望远镜和 Hale 望远镜。所有这些数据共同确认了四个独立系统中的五颗行星——其中一个系统有两颗行星相互共振。四颗是“超级地球”，大小从地球的 1.28 倍到 1.56 倍不等，而另一颗，TOI-5716b，则几乎与地球大小相同。

Fraser 在与 Joanna Barstow 博士讨论系外行星大气层时指出，我们地球与远处恒星周围的行星之间的主要区别之一是轨道周期。它们的周期从 0.6 天到 11.5 天不等，这显然是极快的，但对于大多数现有的系外行星候选对象而言，这是相当常见的，原因是可用于观测它们的望远镜时间有限。更重要的是，它们全部位于 M 型矮星周围。

这对两点很重要。首先，M 型矮星相对昏暗，这意味着像詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）这样的望远镜更容易在观测行星大气时遮挡恒星光。另一方面，它们也以剧烈而不稳定而著称，伴随大规模 X 射线和紫外线耀斑，如果行星过于靠近恒星，可能会“喷砂”掉行星的大气。

科学家通过估算“宇宙海岸线”（cosmic shoreline）来考虑这种喷砂效应。宇宙海岸线是行星接收的“入射辐射”（即太阳光/辐射）与其重力之间的关系图。更高的入射辐射更容易吹走行星的大气，而更大的质量则让行星更能牢固地保持其大气。这个入射辐射与重力的图形成了一条非常清晰、线性的直线，科学家将其称为宇宙海岸线。

在论文中，五颗行星实际上被分为三类。三颗行星明显“位于”宇宙海岸线之上，意味着来自它们恒星的能量很可能已把任何可能的大气吹走。第四颗行星，TOI-5736b，周期最短，因其在同一类中独立存在——虽然它接收到大量辐射，但其巨大的半径和质量意味着它至少理论上可以保留富含挥发物（即“重”物质）的氛围，仅仅因为它本身非常大。

Fraser 还讨论了我们需要哪些技术才能观测真正的地球类系外行星。

这使得唯一突出的——系外行星 TOI-5728b——成为焦点。尽管它围绕着一颗活跃的 M 型矮星，但其大气似乎足以保留。将此与 M 型矮星极暗的事实结合，表明这颗行星是 JWST 进行后续观测以直接探测大气的理想候选对象。

实际上，考虑到 11.5 天的轨道周期，这颗新确认行星上存在复杂生命的可能性很小。但一些极端微生物如果得到适当保护，可能仍能生存。我们要等到亲自观测才能得知，而从 TOI 发现到确认与表征，再到最终由世界上最受欢迎的观测站之一进行观测的整个流程，正是科学的运作方式。

JWST（显然非常忙碌）可能还需要一段时间才能把注意力投向这颗特定的行星。但最终，我们应能获得其大气层的一些数据，这将激发行星科学家和行星生物学家的热情。他们只需再稍等片刻，随着科学的车轮继续转动。

勇编撰自论文"From Earths to Super-Earths: Five New Small Planets Transiting M Dwarf Stars".arXiv.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。