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作者：Sharmila Kuthunur

翻譯：賀玉影

校對：牧夫校對組

編排：張瑩

后臺：朱宸宇

https://www.space.com/astronomy/exoplanets/the-most-exciting-exoplanet-discoveries-of-2025

已發(fā)現(xiàn)的各類系外行星的藝術(shù)表現(xiàn)圖，深色背景上排列著色彩斑斕、大小各異的行星

圖片來源：美國國家宇航局戈達(dá)德太空飛行中心

今年，美國國家宇航局追蹤到的太陽系外已確認(rèn)行星數(shù)量突破6000顆，另有數(shù)千顆行星尚待確認(rèn)。這一里程碑成就距1995年諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)發(fā)現(xiàn)——首顆圍繞類太陽恒星運(yùn)行的行星——僅過去三十年，主要得益于美國國家宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡和凌星系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）的行星探測能力。

不斷增長的行星數(shù)量統(tǒng)計(jì)，反映出人類對我們所居住的星系銀河系的認(rèn)知發(fā)生了多么巨大的擴(kuò)展，同時(shí)也揭示了銀河系中行星群體的多樣性。

與我們太陽系相對平坦有序的結(jié)構(gòu)截然不同，新觀測數(shù)據(jù)和對熟悉天體的深入復(fù)核揭示了若干在太陽系中不存在的行星類別——超級地球、迷你海王星和熱木星，以及那些軌道扭曲的行星。這些發(fā)現(xiàn)迫使天文學(xué)家重新思考行星的形成與演化機(jī)制。

歲末將至，讓我們回顧2025年天文學(xué)家研究過的最具魅力、最令人費(fèi)解且打破常規(guī)的系外行星。這些行星既展現(xiàn)了系外行星科學(xué)取得的巨大進(jìn)步，也昭示著仍有無數(shù)未知等待探索。

“塔圖因星”

今年，更多“類塔圖因”行星從科幻小說躍入系外行星數(shù)據(jù)庫——天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)多顆圍繞雙星運(yùn)行的行星，其運(yùn)行模式有時(shí)甚至挑戰(zhàn)了行星形成的基本法則。其中最奇特的行星于四月現(xiàn)身：研究團(tuán)隊(duì)宣布發(fā)現(xiàn)圍繞兩顆棕矮星運(yùn)行的2M1510(AB)b，棕矮星常被稱為“失敗的星”，因其質(zhì)量不足以引發(fā)核聚變。

這顆行星距地球約120光年，其軌道并非沿常規(guī)平面運(yùn)行，而是圍繞兩顆恒星的兩極上下擺動。發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)通過智利的超大望遠(yuǎn)鏡觀測到棕矮星軌道出現(xiàn)異常的反向擺動，由此推斷出該行星的存在。研究人員指出，這種引力跡象只能用一顆隱藏的、傾角陡峭的行星來解釋，該行星很可能在遠(yuǎn)古時(shí)期被一顆恒星的飛掠撞擊至此。

同年晚些時(shí)候，另一支團(tuán)隊(duì)在距地球僅73光年的致密雙星系統(tǒng)TOI-2267周圍發(fā)現(xiàn)了三顆地球大小的行星。團(tuán)隊(duì)利用TESS數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這三顆行星均會凌過雙星，盡管此類緊密結(jié)合的恒星系統(tǒng)被認(rèn)為是行星形成的引力不穩(wěn)定環(huán)境。

收獲還有，兩個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了HD 143811(AB)b——一顆長期隱藏在存檔數(shù)據(jù)中的一顆大質(zhì)量行星。這顆行星由智利南半球雙子星望遠(yuǎn)鏡上的行星成像儀捕捉到，圍繞著距離地球約446光年的年輕雙星系統(tǒng)運(yùn)行。盡管其體積約為木星的六倍，但這顆行星僅有1300萬歲，還在因形成時(shí)殘留的熱量發(fā)著光。

這顆行星的宿主恒星們每18天繞彼此旋轉(zhuǎn)一周，而行星本身則以300年為周期緩慢繞著兩顆恒星公轉(zhuǎn)?？焖傥鑴拥碾p星系統(tǒng)與遙遠(yuǎn)笨重的巨行星形成的鮮明對比，始終縈繞著一個(gè)未解之謎：如此龐大的行星如何能在如此復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)中形成并存續(xù)至今。

在K2-18b上搜索生命

這幅藝術(shù)表現(xiàn)圖展示了K2-18b行星、其宿主恒星以及該星系中另一顆伴星。

圖片來源：ESA/哈勃望遠(yuǎn)鏡，M. Kornmesser

隨著關(guān)于該行星可能存在生命的論斷再度引發(fā)科學(xué)界激烈爭論，系外行星K2-18b無疑成為2025年最受矚目的系外行星熱點(diǎn)之一。

今年四月，劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)宣布發(fā)現(xiàn)該行星大氣中存在生物標(biāo)志氣體的最強(qiáng)有力證據(jù)，引發(fā)全球關(guān)注。

利用韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的新凌日光譜數(shù)據(jù)論證，研究人員認(rèn)為數(shù)據(jù)與二甲基硫醚及可能的二甲基二硫醚特征吻合——這些氣體在地球上與海洋生物活動密切相關(guān)。

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)支持了K2-18b可能是一顆被海洋覆蓋、能夠支持生命的世界，甚至可能“生機(jī)勃勃”。

然而數(shù)周內(nèi)，獨(dú)立分析對該結(jié)論提出質(zhì)疑。一組研究顯示，丙炔等非生物氣體也能產(chǎn)生相同光譜特征，無需訴諸生命存在；另一組則認(rèn)為JWST信號噪聲過大或強(qiáng)度不足，無法得出確切結(jié)論。

這場爭論也凸顯了JWST的局限性——該望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)理念誕生于系外行星發(fā)現(xiàn)之前，如今正被推向其研究能力的極限。

盡管如此，研究人員強(qiáng)調(diào)K2-18b仍是理解“亞海王星”類行星的重要目標(biāo)，這類行星在太陽系中并不存在。現(xiàn)有JWST觀測到更多的凌日觀察數(shù)據(jù)，或許能揭示這顆行星大氣層究竟能透露出什么信息。

未參與該研究的加州大學(xué)河濱分校天體生物學(xué)助理教授埃迪·施維特曼向Space.com表示：“若此事最終促使公眾對未來生命探測宣稱持更審慎態(tài)度，倒也未嘗不是好事。”

TRAPPIST-1e的宜居性無望

TRAPPIST星系的藝術(shù)表現(xiàn)圖。

圖片來源：NASA/JPL-Caltech

最新分析顯示，圍繞距離地球約40光年的冷紅矮星運(yùn)行的七顆類地行星之一——TRAPPIST-1e，可能缺乏厚實(shí)的大氣層，這使得該行星存在適宜生命生存的液態(tài)水的前景變得復(fù)雜。

先前韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的觀測曾暗示該行星大氣中存在甲烷，提升了復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)甚至生物活動的可能性。但后續(xù)研究表明，這些信號很可能受到恒星本身的干擾。

計(jì)算機(jī)模擬顯示，TRAPPIST-1e上的甲烷將被強(qiáng)烈的紫外線輻射迅速破壞，僅能存續(xù)約20萬年——遠(yuǎn)不足以讓地質(zhì)過程完成補(bǔ)充。

凌日信號的波動變化進(jìn)一步表明，就算存在大氣層，其探測難度也極高——這提醒我們，最具潛力的行星也不會有簡單的答案。

把半人馬座比鄰星看得更清楚了

半人馬座比鄰星系統(tǒng)的藝術(shù)表現(xiàn)圖，包含行星比鄰星b與比鄰星d（后者由NIRPS望遠(yuǎn)鏡確認(rèn)）。

圖片來源：Gabriel Pérez Díaz (IAC)

2025年，天文學(xué)家借助一款專為搜尋低溫矮星系行星設(shè)計(jì)的新型強(qiáng)力儀器，大幅提升了對半人馬座比鄰星行星系統(tǒng)的觀測精度——這顆距離太陽僅4.2光年的恒星是太陽系最近的恒星鄰居。

這臺名為近紅外行星搜索器（NIRPS）的新型高分辨率光譜儀安裝于智利拉西拉天文臺，并于7月交付了首批科研成果。

由西班牙加那利群島天體物理研究所的亞歷杭德羅·馬斯卡雷尼奧領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，確認(rèn)了比鄰星b的存在——這顆地球大小的行星位于恒星宜居帶內(nèi)，從而驗(yàn)證了該設(shè)備的探測能力。

NIRPS還確認(rèn)了更小的比鄰星d行星，并排除了先前宣稱存在的第三顆行星，從而完善了最近行星系統(tǒng)的普查數(shù)據(jù)。

該成果同時(shí)具有技術(shù)里程碑意義。天文學(xué)家首次達(dá)到所需精度，得以探測圍繞紅矮星運(yùn)行的微型巖石行星所產(chǎn)生的微弱引力——這類恒星主要在紅外波段釋放光線，使得NIRPS等儀器在太陽系外尋找類地行星時(shí)具有重要價(jià)值。

解體行星的尾跡

圍繞巨星旋轉(zhuǎn)的解體行星藝術(shù)表現(xiàn)圖。

圖片來源：麻省理工學(xué)院何塞-路易斯·奧利瓦雷斯

今年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了幾顆罕見的系外行星，它們距離母星如此之近，以至于拖曳著長長的物質(zhì)尾跡。從宇宙尺度來看，這些行星正被捕捉在解體前極其短暫的一瞬間。

其中一顆名為BD+05 4868 Ab的行星，由TESS望遠(yuǎn)鏡在距地球約140光年的飛馬座區(qū)域發(fā)現(xiàn)。該行星每30.5小時(shí)完成一次公轉(zhuǎn)，其軌道距離恒星僅為水星繞日距離的20分之一。如此近的距離下，強(qiáng)烈的恒星熱量將行星表面的物質(zhì)蒸發(fā)，于是這些物質(zhì)流進(jìn)太空，形成熾熱的彗星狀尾巴。這條尾巴極其巨大，長達(dá)900萬公里，約占行星軌道長度的一半。

研究團(tuán)隊(duì)估算，該行星每繞行一周就會流失相當(dāng)于一座珠穆朗瑪峰的物質(zhì)，預(yù)計(jì)將在100萬至200萬年內(nèi)徹底解體。尾部塵?？赡馨行堑貧?、地幔甚至地核的物質(zhì)，這將為科學(xué)家提供難得的機(jī)會，得以研究遙遠(yuǎn)星球的內(nèi)部構(gòu)造——這種研究通常遠(yuǎn)超觀測能力范圍。

另一研究團(tuán)隊(duì)利用JWST觀測了超熱木星WASP-121b（又名泰洛斯）周圍截然不同的行星尾流。這顆距地球約858光年的行星丟失的不是巖石物質(zhì)，而是大氣。JWST揭示了覆蓋行星軌道近60%的兩條巨大氦尾：一條尾隨其后，被恒星輻射和恒星風(fēng)推擠；另一條更為罕見的先行尾則彎曲于行星前方，很可能受到恒星引力的牽引而向內(nèi)彎曲。

拒絕裸露的熔巖行星

TOI-561的藝術(shù)表現(xiàn)圖——這是迄今在銀河系發(fā)現(xiàn)的最古老、金屬含量最低的行星系統(tǒng)之一。

圖片來源：W. M. Keck天文臺/Adam Makarenko

天文學(xué)家借助韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，一顆按常規(guī)理論本應(yīng)完全真空的行星竟仍保有大氣層。

這顆名為TOI-561b的行星是顆熾熱的熔巖行星，圍繞銀河系最古老恒星之一運(yùn)行，軌道如此貼近，其公轉(zhuǎn)周期不足地球一天。

由于潮汐鎖定，該行星始終以同一面朝向恒星，表面溫度高達(dá)約1726攝氏度——足以熔化巖石——且其年齡之久遠(yuǎn)，任何原始大氣本應(yīng)早已逸散殆盡。

然而韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的觀測顯示，該行星向陽面的溫度低于預(yù)期值——這本應(yīng)是赤裸無氣巖石的特征。該現(xiàn)象表明存在著持續(xù)數(shù)十億年的厚重大氣層，正在行星表面重新分配熱量。

若該發(fā)現(xiàn)得到證實(shí)，將成為迄今最有力證據(jù)，證明在既非大質(zhì)量也沒有宜人溫度的灼熱巖石行星上存在長壽大氣層，這將挑戰(zhàn)關(guān)于行星大氣層能在何種極端條件下存續(xù)的既有假設(shè)。

異星世界的生與死

系外行星寶寶WISPIT 2b在麥哲倫望遠(yuǎn)鏡和大雙筒望遠(yuǎn)鏡的新觀測中，呈現(xiàn)為一顆環(huán)繞恒星的明亮白色塵埃環(huán)旁的小紫點(diǎn)，其外側(cè)還可見更暗淡的外環(huán)。

圖片來源：亞利桑那大學(xué)萊爾德·克洛斯

今年，天文學(xué)家觀測到了兩個(gè)標(biāo)志行星生命周期的宇宙時(shí)刻。

一項(xiàng)研究首次捕捉到距地球約437光年的行星形成過程。

智利麥哲倫望遠(yuǎn)鏡與亞利桑那州大型雙筒望遠(yuǎn)鏡的觀測顯示，這個(gè)異星世界如同暗淡的紫色光點(diǎn)，嵌入恒星周圍塵埃盤的環(huán)形空隙中。這顆名為WISPIT 2b的行星僅有500萬歲，但質(zhì)量已達(dá)木星的五倍，正盤踞在星盤的空隙中，不斷吸積塵埃與氣體以加速成長。

天文學(xué)家長期推測此類間隙標(biāo)志著新生行星的存在，但此次是首次直接觀測到行星正在積極開辟軌道。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了更靠近恒星的第二顆候選行星，暗示該系統(tǒng)可能正在同時(shí)孕育多個(gè)世界。

在更接近地球的區(qū)域，另一支團(tuán)隊(duì)捕捉到了恒星殘骸的影像。觀測顯示，白矮星LSPM J0207+3331，一顆距離地球約145光年的早已消亡的巨星殘骸，正在持續(xù)摧毀一顆行星殘骸——直徑約193公里的天體——正被恒星強(qiáng)烈的引力撕裂。

天文學(xué)家通過智利和夏威夷的望遠(yuǎn)鏡探測到白矮星表面近期沉降的重元素，據(jù)稱這證明碎片是在過去3.5萬年內(nèi)吸積形成的，可能仍在不斷落入白矮星表面。

研究結(jié)果表明，隨著恒星衰變而變化的引力場會破壞幸存行星和小行星等天體的穩(wěn)定性，從而引發(fā)碰撞，使碎片螺旋吸入恒星內(nèi)部最終毀滅。

責(zé)任編輯：郭皓存

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