在一个会让任何看过科幻电影的人略感惊讶的进展中，天文学家在另一颗恒星的宜居带内探测到一颗类地岩质行星周围存在大气层。这项发现于7月16日发表在《科学》杂志上，提供了迄今最有力的证据，表明在太阳系之外可能存在温度大致与地球相当、成分以岩石为主的行星——而且，你知道的，可能支持生命。

“大气层对于行星支持我们所知的生命至关重要，”第一作者科林·切鲁宾说，他最近刚从哈佛大学地球与行星科学系获得博士学位。“这是首次有人在另一颗恒星的宜居带内的岩质行星上发现大气层。”

这颗行星名为LHS 1140 b，是一颗距地球约48光年的岩质系外行星。它围绕一颗红矮星运行，位于其宜居带内——那个温度可能允许液态水存在于表面的“金发姑娘”区域。这一探测是通过观测从行星逸出的氦气实现的，数据来自智利麦哲伦天文台的温红外阶梯光栅光谱仪（WINERED）。

科学家已经发现了数千颗系外行星，包括几颗位于宜居带的岩质世界，但确认这些行星是否有大气层一直是系外行星研究中最令人头疼的挑战之一。“二十年前，我们还在想其他类地行星是否存在，”哈佛大学环境科学与工程戈登·麦凯教授、切鲁宾的论文导师之一罗宾·华兹华斯说。“然后我们发现它们很常见，并在宜居带找到了一些。下一个问题是它们中是否有任何一颗设法保留了大气层。现在我们知道了，至少有一颗。”

切鲁宾和他的同事开发了一个理论模型，预测LHS 1140 b的高层大气中含有大量氦气，正在缓慢逸入太空。他们在一个不寻常的事件中测试了这一预测：LHS 1140 b和另一颗行星在同一晚从它们的恒星前方经过。第二颗行星没有显示出大气层的迹象。然而，LHS 1140 b产生了清晰的氦逸出信号——证明它仍然保留着大气层。

切鲁宾的联合导师、哈佛大学天文学系主任戴维·沙博诺最初怀疑这个计划能否成功。“科林分析了我所知道的行星，并预测这颗行星会有氦大气层，”沙博诺说。“然后他安排了望远镜时间，获取了数据，探测结果在统计上坚如磐石。”

这一发现表明，天文学家或许可以通过寻找逸入太空的气体，从地面研究岩质系外行星的大气层。天文学家估计，LHS 1140 b的大气层已经存在了超过30亿年，使其成为进一步观测的特别有希望的目标。切鲁宾希望确定大气层的完整化学成分，并最终确定该行星是否有表面海洋或其他宜居特征。他和同事们还计划利用该模型寻找更多有大气层的岩质世界。“这是一次模型验证，希望这只是未来众多观测中的第一个，”他说。