Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone
本文报告了在宜居带岩石系外行星 LHS 1140b 的大气层中探测到了随时间变化的氦逃逸现象，这表明其存在一个含有捕获挥发物的以氦为主的上层大气，而其较小的伴星 LHS 1140c 则未发现此类信号。
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想象一下，宇宙是一个浩瀚的宇宙海洋，行星就像在太空中漂浮的岛屿。长期以来，科学家们一直试图弄清楚这些岛屿中哪些拥有“护盾”——即被称为大气层的厚厚气体毯。这些护盾至关重要，因为它们能保护表面免受有害的太空辐射，帮助保持水的液态，并调节温度，从而使生命成为可能。虽然我们已经在巨大的、炽热的气态行星（就像宇宙气球一样）上发现了这些大气毯，但在较小的岩石世界（如地球）上寻找它们却极其困难。这就像试图在一盏耀眼的强光灯旁，看清一只微弱、暗淡的萤火虫。在围绕“红矮星”进行探测时，挑战变得更加艰巨，因为这类恒星虽然体积小且温度低，但经常会喷发出剧烈的能量爆发，从而剥离行星的大气层，使其变成一片荒芜的岩石。一个重大的问题是：处于“宜居带”（既不太热也不太冷的地方）的岩石行星，是否真的能足够长久地保留其大气层，从而成为生命的家园，还是会被恒星的能量全部吹走？
这篇论文讲述了一支侦探团队终于捕捉到一颗名为 LHS 1140b 的岩石世界大气层的过程。通过使用一台配备了特殊“氦气嗅探器”的强大望远镜，该团队观察了这颗行星经过其恒星前方时的情景。在 2024 年，他们发现了一些令人惊叹的现象：由于氦气正从行星的高层大气中逃逸，呈现出一种微弱的特征，就像热锅中升起的蒸汽一样。这不仅仅是一个稳定的泄漏过程；这是一个动态的过程。团队看到了在行星前方延伸出的“前导尾部”气体和在行星后方留下的“拖尾”，这表明大气层正被恒星的风吹走。然而，当他们在 2025 年再次观察时，氦气却消失了。这表明大气层正在随时间发生变化，或许是因为恒星的能量输出在波动。
科学家们还观察了同一系统中一个更小的邻居 LHS 1140c，它遭受的恒星能量冲击要大得多。他们在那里完全没有发现氦气，这表明该行星可能已经完全失去了大气层。通过分析数据，团队得出结论，LHS 1140b 的大气层非常奇特：它主要由氦气组成，几乎不含氢。这是因为较轻的氢首先逃逸，留下了较重的氦，而像氧气和水这样的较重元素则被困在较低处。该论文排除了其他解释，例如信号来自恒星本身或地球的大气层，从而确认这是一个真实的、正在逃逸的行星大气层。虽然大气层目前正在泄漏，但它在数十亿年后依然存在这一事实表明，在这些恶劣环境中的岩石行星或许比我们想象的更能长时间地保留它们的“护盾”，这为寻找宜居世界提供了一线希望。
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