一顆岩石行星距離恆星有多近，仍能維持水和生命？最近發現的一顆系外行星可能是解開這個謎團的關鍵。“超級地球”LP 890-9c，也稱為SPECULOOS-2c提供了有關恆星宜居帶內邊界條件的寶貴信息，並解釋了地球和金星的對比發展。這項研究由康奈爾大學天文學副教授麗莎·卡爾特內格領導。

顯示系外行星LP 890-9c從熱地球到干燥金星的潛在演變的藝術家印象。資料來源：卡爾-薩根研究所/R. 佩恩

她的團隊發現，LP 890-9c 的軌道靠近太陽系宜居帶的內緣，它看起來會大不相同，這取決於它是否仍然有溫暖的海洋、蒸汽大氣層，或者是否失去了水分——假設它曾經存在過。曾經有像地球一樣的海洋。

卡爾特內格說：“觀察這顆行星將告訴我們在宜居帶的內邊緣發生了什麼——一顆岩石行星在開始變熱時可以維持宜居性多長時間。它將教會我們一些基本知識，了解岩石行星如何隨著星光的增加而演化，以及有一天我們和地球會發生什麼。”

卡爾滕內格是《炎熱的地球還是年輕的金星？》一書的主要作者。附近的凌日岩石行星之謎”，發表在《皇家天文學會月刊：快報》上。

研究人員去年宣布，LP 890-9c 是圍繞距離地球100 光年的紅矮星運行的兩顆超級地球之一。（美國宇航局的凌日系外行星勘測衛星此前已識別出LP 890-9b。）他們表示LP 890-9c 上可能存在液態水或富含水蒸氣的大氣層，該衛星比地球大約40%，圍繞著LP 890-9b 中的小而冷的恆星運行，週期為8.5天。

這些標準表明，除了TRAPPIST-1 系統之外，它是JWST 在已知的、可能適合居住的類地行星中研究的最佳目標之一。

該團隊的模型首次詳細描述了宜居帶內部邊界附近的岩石行星所產生的化學特徵的差異，這些差異基於行星的大小、質量、化學成分、表面溫度和壓力、大氣高度和雲量等變量。這些計算對於估算JWST 需要多少時間來確認大氣的基本成分至關重要（如果有的話）。

這些模型涵蓋了幾種被認為反映了岩石行星演化階段的場景，從可能仍有生命存在的“炎熱地球”，到具有二氧化碳大氣層的荒涼金星。在這兩個階段之間，隨著太陽隨著年齡的增長而變得越來越亮和越來越熱，地球預計會經歷一個階段，導致海洋逐漸蒸發，並在完全沸騰之前使大氣充滿蒸汽。

這些過程可能需要多長時間尚不清楚，天文學家表示LP 890-9c 提供了探索這種演化的難得機會。

“這個星球是我們可以測試這些不同場景的第一個目標，”卡爾滕內格說。“如果它仍然是一個更熱的地球——很熱，但有液態水和生命存在的條件——那麼時間線比我們想像的要慢。 如果我們看到它已經是一顆成熟的金星，那麼水就會很快流失。”

LP 890-9c 可能沒有大氣層，也沒有生命，或者它類似於金星，有厚厚的雲層，會阻擋光線反射，從而產生很少的信息。卡爾滕內格說，更深入的調查有望提供有價值的線索。

“我們不知道這個處於宜居邊緣的星球會是什麼樣子，所以我們必須持續觀察，”她說。“這才是真正的探索。”