科学周刊|中国科学家发现“超级地球”，它像是地球的“大表哥”？能住人吗？记者专访西安交通大学物理学院教授、博士生导师，西安交通大学西北天文学研究中心负责人左兆宇

如果宇宙中真的存在“第二个地球”，它会是什么样子？是比地球更大更壮的“超级地球”？还是像科幻电影中那样拥有奇特生命的蓝色星球？最近，科学家们在宇宙深处，发现了一个令人兴奋的新的“太阳系”——它不仅拥有一颗类似木星的巨行星，还藏着一颗可能适合生命生存的超级地球。

这个名叫Kepler-725的恒星系统，内侧是一颗围绕恒星快速运行的“热木星”，而在它外侧，正是这次发现的主角——一颗质量约为地球10倍的神秘行星Kepler-725c。这颗超级地球的位置刚好落在恒星的宜居带中，有着接近地球的“日照强度”，是目前最接近“第二家园”想象的候选行星之一。

为了更多地了解这一重大发现，近日，华商报大风新闻记者专访了西安交通大学物理学院教授、博士生导师，西安交通大学西北天文学研究中心负责人左兆宇。

》》最新发现

中国科学院云南天文台牵头团队发现“超级地球”

人类是否是宇宙中唯一的智慧生命？有没有另一颗像地球一样适合生命存在的行星？这都是人们长久以来关心的宇宙谜题。由中国科学院云南天文台牵头的国际研究团队，在一颗类似太阳的恒星周围发现一颗位于宜居带的超级地球Kepler-725c，它的质量大约是地球质量的10倍。

此项成果于6月3日发表在国际著名科学期刊《自然-天文》（Nature Astronomy）上，这也是在国际上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发现此类行星。

这颗“超级地球”围绕一颗名为Kepler-725的G9V型宿主恒星运行。该宿主恒星的光谱型与太阳相似，但它比太阳年轻，年龄仅为16亿年，表面的磁场活动要比太阳活动更为剧烈。该“超级地球”位于Kepler-725的宜居带——一个适合液态水存在的区域，被认为是类地生命诞生的关键条件。它绕宿主恒星运行一圈大约需要207.5天，与地球的公转周期相近。

“‘超级地球’在一个像太阳一样的恒星附近的宜居带里，也就是说它有可能存在类似于地球上的碳基生命。”中国科学院云南天文台研究员顾盛宏介绍，“它离我们有将近1.6亿个地球到太阳之间的距离这么远。”

》》专家问答

是寻找“地球2.0”的重要候选

华商报：从名称看，大家的第一反应是这颗星球比地球更大，具体讲讲，什么是“超级地球”？和地球有什么区别？有什么特别之处？是不是像地球的“大表哥”，但更强壮？

左兆宇：听到“超级地球”这个名字，很多人第一反应是“地球的放大版”——更大、更强壮，像是地球的大表哥。事实上，“超级地球”这个词指的是那些质量大于地球、但远小于类木行星的系外行星，通常在1到10倍地球质量之间。这个分类只涉及“体格”（质量和半径），并不意味着这些星球在环境、地貌甚至宜居性上一定像地球。

科学家通过行星的质量和半径，可以进一步估算出它的密度，从而判断它是偏“岩石型”还是“气体型”：如果密度较高，说明它可能有一个岩石和金属构成的内核，类似地球，这样的行星被认为是真正意义上的“超级地球”；如果密度较低，表明它包裹了较厚的大气层，可能更像一个“缩小版的海王星”，这类行星则常被归入“迷你海王星”的范畴。

Kepler-725c的质量约为地球的10倍，刚好处于这两类行星的分水岭上。尽管目前我们还无法确定它是一个岩石质的“超级地球”，还是一个气态包层丰富的“迷你海王星”，但它最吸引人的地方在于：它绕行的那颗恒星是一颗类似太阳的恒星，它所处的轨道恰好位于宜居带之中，接收到的能量和地球非常接近。

“超级地球”并不一定有适宜生命的环境，但却是寻找“地球2.0”的重要候选。

距离地球约2475光年

华商报：这次发现的“超级地球”在哪里呢？离我们有多远？

左兆宇：Kepler-725 c 距离地球约 2475 光年，也就是说来自此系统的光要2475年才能到达地球，那我们现在“看到”的，其实相当于它在中国古代春秋战国时期的模样。

华商报：“超级地球”能住人吗？和地球比，环境咋样？它离恒星的距离多远？会像金星那么热，或者火星那么冷吗？

左兆宇：Kepler-725 c 表面温度大约在-5℃（假设它的反照率与地球相同）。这意味着如果它吸收稍多的能量，就可能有液态水存在。不过，它大气组成未知，地质地貌未知，是否宜居仍需进一步分析。

“超级地球”Kepler-725c到底能不能住人呢？目前研究显示，它位于恒星的宜居带内，接受的恒星辐射约为地球的1.4倍，如果假设这颗星球具有与地球相同的反照率，它的表面温度将会是-5℃左右。也就是说，如果Kepler-725c能够吸收比地球稍多一点的能量，就有可能维持液态水的存在，而液态水正是生命存在的关键条件之一。虽然它的体积和质量都比地球大，可能是一颗带有厚厚大气层的迷你海王星，但也可能是一颗岩石行星，表面覆盖着海洋。具体大气成分尚不明确，如果以氢和氦为主，可能会产生强烈温室效应，使表面不适合生命；但如果大气含有大量水蒸气，则有望支持生命。总的来说，Kepler-725c是一个非常有潜力的适居星球。

科学家是怎么“看见”它的呢？

华商报：科学家是怎么发现“超级地球”的？用了什么新技术？

左兆宇：这就要从一种近年来被广泛应用的新方法说起——“凌日时间变化（transit timing variation, 即TTV）”技术。

我们知道，行星绕着恒星运行，如果它的轨道正好和我们视线对齐，它就会在运行过程中经过恒星前方，从地球上看过去，就像是“小黑点”从恒星表面掠过。这时，恒星的亮度因其遮挡会轻微变暗，就像我们在地球上看到的日食（即太阳被月球遮挡，实际上，地球上可以看到著名的“金星凌日”现象，即金星这个“小黑点”略过太阳表面，与其类似）一样，只不过其效应非常微弱。这种现象就叫做“凌日”。利用凌日，科学家可以发现行星的存在，还能测量它的大小，它挡住的光越多，说明它越大。

但问题是，这次发现的Kepler-725c离恒星太远，以至于其即使“凌日”，我们也难以将它遮挡的光线从噪声中区分出来。那科学家是怎么“看见”它的呢？

其实，在这个系统中，有一颗靠近恒星、会发生凌日的气体巨行星（Kepler-725b），也就是我们前面提到的“热木星”。科学家发现，它每次遮挡恒星时的时间点，并不总是那么准时，有时候早一点，有时候晚一点，就像有谁在“推它一把”。这种时间的微小变化，就是另一颗行星引力干扰的信号，而这种干扰可以用来“反向推理”出那颗看不见的行星的质量、轨道距离、偏心率等信息。

这就是“凌日时间变化”的核心思想：看得见的行星被看不见的行星拉扯了一下，我们就能“感知”那个看不见的行星的存在。所以，Kepler-725c是靠这种方法“间接发现”的，并不是像传统方法那样直接看到它的凌日信号。后来科学家再根据它的质量，以及我们对岩石类行星的认识，估算出它可能有地球3倍左右的半径，从而判断它是一颗“超级地球”或“迷你海王星”。

更为了回答关于生命的终极问题

华商报：除了找“第二家园”，科学家为啥花这么多精力研究“超级地球”？

左兆宇：事实上，科学家们研究超级地球，不止为了找“第二家园”，还有更多科学意义。

超级地球是宇宙中最常见的一类行星类型。在我们银河系中，目前来看像地球这样大小的行星其实并不多，反倒是那些介于地球和海王星之间、质量是地球几倍到十几倍的“超级地球”更加普遍。但奇怪的是，在太阳系中完全没有这样的行星。为什么我们周围刚好没有宇宙中最常见的星球类型？这是个未解之谜。

研究超级地球，能帮助我们理解行星是怎么形成的。一个星球的大小、质量、轨道距离，背后反映的其实是它在“星球诞生”这场宇宙大戏中的出场顺序和命运。就像这次Kepler-725系统的研究中，科学家通过分析轨道扰动、形成顺序和演化过程，构建出一整套关于行星如何形成的模型。这些模型不仅能解释这个系统，也有助于我们理解其他恒星周围的行星是怎么来的。

还有一点很重要：超级地球可能是寻找生命的“中间站”。虽然它们比地球重，环境可能不完全一样，但如果我们能在某些超级地球上发现适宜的温度、大气、水甚至生命迹象，就说明地球并不是宇宙中的孤例。这对人类对“生命起源”的认识是一次巨大的推动。所以，超级地球的研究，更是为了回答关于宇宙、关于生命、关于我们自己的终极问题。

离“星球移民”还有很远的距离

华商报：未来我们有可能去“超级地球”吗？相关技术有可能做到吗？会面临什么困难？

左兆宇：这个问题的答案是——理论上并非完全不可能，但目前来看非常非常困难。

首先，从距离上看，这颗被发现的“超级地球”Kepler-725c距离我们大约2475光年。就算用人类目前最快的探测器飞过去（比如“旅行者一号”），也要几十万年才能到。我们还没有任何飞船可以在合理的时间内飞那么远。

其次，就算我们技术突飞猛进，能飞得更快了，还要考虑携带乘客、物资、能源的巨大难题。一趟“星际旅行”，所需的能源、生命维持系统、辐射防护……都是现有技术难以解决的挑战。更重要的是，即使我们真的能把人送到那里，能不能安全着陆并长期生存又是另一道难题。大气不明、地质环境未知，稍有差池可能就会危及生命。

不过，这并不意味着这项探索没有意义。相反，人类之所以不断研究“超级地球”，正是为了未来有一天能真正迈出这一步。科学家们正在发展新一代推进技术，比如“核聚变推进”“光帆”等，未来也许真的有可能实现“星际移民”。

就现实而言，我们离“星际移民”还有很远的距离。但正如历史上人类从未停止过对新大陆的探索，今天的“超级地球”研究，不仅是对未来可能的准备，也是在推动科学、技术和想象力的边界。

“超级地球”地表重力仅比地球大约 8%

华商报：这些发现对寻找外星生命有什么帮助？

左兆宇：“超级地球”在宜居带中的存在，为寻找地外生命提供了新的目标。TTV 技术的应用意味着我们可以找到更多“藏在暗处”的小质量行星，这些才是地球生命最有可能的类比对象。

华商报：除了这次发现的，还有哪些著名的“超级地球”？

左兆宇：像 Proxima b（比邻星b）、LHS 1140 b、Kepler-452 b 等。

华商报：网上有人说“超级地球比地球大，所以重力会大很多，人会变矮”，是真的吗？

左兆宇：这种担忧很自然，但实际情况比想象中复杂一些。对于岩石行星来说，它们的密度通常不会变化太大，差不多可以看作是固定的。这意味着，虽然超级地球的质量比地球大很多，但它的体积和半径也会相应地变大。换句话说，质量增加了，半径也会变大，从而减缓了重力增长的幅度。

举个例子，Kepler-725c的半径大约是地球的3.05倍，根据这个半径和质量推算，它的表面重力大约是地球的1.08倍。也就是说，虽然它的质量比地球大近10倍，但由于体积变大，表面重力并没有增加很多，只比地球稍微强一点。计算后发现地表重力仅比地球大约8%。对人体影响不大。

因此，超级地球上的重力不会大得让人无法适应，人类在这样星球上的生理变化也不会像网上说的那么极端。是否适合居住，还需要考虑大气环境、温度等更多因素。

激励我们追问：我们从哪里来

华商报：想请您总结一下，“超级地球”的发现对我们普通人意味着什么？

左兆宇：对普通人来说，发现一个距离我们2475光年远、可能拥有温和气候、接近地球轨道的“超级地球”，不仅仅让天文学家兴奋，它也激发了我们每个人心中对宇宙、生命和未来的终极想象。它激励我们追问：我们从哪里来？宇宙中还有谁？这是一段属于全人类的星际探索旅程。

首先，这意味着我们对于宇宙中“地球是否独一无二”的疑问，正一步步接近答案。Kepler-725c这样的行星，让我们看到了宇宙中存在“另一个地球”的可能——那里或许拥有液态水，甚至拥有支持生命的条件。

其次，这种发现推动了科学技术的飞跃。为了在遥远星空中测量一颗星球的质量、轨道、甚至温度，科学家发展出了更加敏感和精确的观测方法，比如凌日时间变化技术。这些技术也将在其他领域带来创新，比如空间探测、导航和人工智能。

更重要的是，这种发现点燃了人类对太空探索的热情。也许我们这一代人去不了那里，但科学的脚步是为后代铺路的。如果说过去的几千年，我们的祖先探索的是地球上的山川与海洋，那么今天，我们正在探索的是属于整个人类的星辰大海。

》》专家简介

左兆宇，西安交通大学物理学院教授，博士生导师，西安交通大学西北天文学研究中心负责人。曾在美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）和麻省大学留学访问，主要从事天文学相关的教学和科研工作。主要研究方向为恒星物理和高能天体物理，包括变星、双星、致密天体及其相关高能物理现象等。主持国家级科研项目多项。

左兆宇教授团队物理实验班钱庆余同学也参与了本次科普工作。

华商报大风新闻记者 任婷

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