在寻找银河系以外的生命时，许多科学家把目光转向了像地球这样的球体:岩石行星。因此，在凌日系外行星勘测卫星(TESS)去年秋天探测到一颗略大于地球的岩石行星后，一组研究人员发起了一项运动，利用斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)拍摄更多图像。斯皮策太空望远镜是目前太空中唯一一架能够直接探测行星红外光的望远镜。该望远镜拍摄的照片小于1像素(1/94英寸)，就像一粒尘埃，用来预测这颗行星的可居住性。
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通过观察这颗行星的几条轨道，科学家们可以绘制出它表面的温度图，并创建出它的大气模型——科学家们才刚刚开始研究岩石行星的这种能力。研究人员对系外行星的了解大多是基于他们对所环绕恒星的了解。
“人们说我们对行星的了解和我们对恒星的了解一样多，因为我们基本上是根据我们对恒星的测量来推断事物的，”斯坦福大学地球能源与地球科学学院的地质科学助理教授劳拉·谢弗(Laura Schaefer)说《自然》杂志8月19日刊登了一篇描述一颗行星特征的研究报告。
该团队的分析表明，这颗行星，LHS 3844b，距离地球48.6光年，比地球要热得多，可能被黑色火山岩所覆盖。它围绕一颗比太阳还小的恒星运行仅需要11个小时。这颗恒星是一颗M矮星——这是最常见、寿命最长的恒星类型，因此可能拥有银河系中很大比例的行星——这颗岩石行星的大气层是第一个被确定围绕M矮星运行的恒星。研究人员发现，这颗行星几乎没有大气层，因此不可能存在生命——这是了解M矮星周围类似岩石行星大气层的一个重要发现。
斯坦福新闻服务采访了谢弗，以了解更多关于这些发现及其意义。
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为什么科学家想要探索系外行星?
从广义上讲，这是为了更好地理解行星的形成。我们对太阳系中的行星有相当详细的了解，但这只是对行星形成过程的一个快照。通过出去寻找围绕其他恒星的行星，我们发现了许多在行星形成时我们没有意识到的疯狂的新事物。例如，我们发现了一种没有人认为存在的行星，叫做热木星。这些实际上是第一类被发现的系外行星。
观察系外行星的另一个主要目标是发现另一颗类似地球的行星，上面可能有生命。我关注的是较小的岩石行星，而不是巨大的气态巨行星。最终的目标是在我们所谓的“宜居带”找到一颗行星，这是一个轨道空间的区域，在那里液态水可能在像地球这样的行星的表面是稳定的。
为了确定一颗行星上是否有生命，我们需要能够测量它的大气层，看看是否有生命对它产生了影响，就像我们在地球上所知道的那样，我们的大气层中的氧气是由生命产生的。在生命在地球上广泛存在之前，地球的大气层是非常不同的。所以我们认为，如果我们能观察宜居带内行星的大气层，并确定它们是由什么构成的，那么也许我们就可以说，这些行星上是否有生命。这是实现这一目标的第一步。
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研究小组是如何绘制出如此遥远的行星的温度图的?
通过观察这颗行星在轨道上的不同位置，我们可以看到这颗行星白天的不同部分。如果我们观察恒星发出的光，当行星经过恒星前方时，我们会看到一个大的倾角，我们称之为凌日。当它经过恒星后面时，我们看到一个较小的倾角，我们称之为二次日食。这种下降的幅度使我们受到地球表面温度的限制。我们还可以观察恒星光的变化，这给了我们一个昼夜温差图。
我们可以很好地约束轨道;我们知道它离恒星有多近，我们知道恒星的亮度，所以我们基本上知道行星从恒星接收了多少光。我们使用恒星演化的模型来试图了解这颗行星在其整个生命周期中接受了多少光。
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关于它的大气数据告诉了你什么?
大气层可以吸收恒星的热量并使其运动。如果这颗行星没有大气层，那么你将会看到白天和黑夜之间的巨大反差。大气的两个特征是最高温度点的移动和这个特征的较低振幅，这表明热量正在四处移动。在这颗特殊的行星上，我们发现白天和黑夜之间有很大的温度对比，而且没有温度点的偏移。这表明大气层必须非常稀薄。
我的贡献是通过运行模型来确定大气是否稳定，通过运行模型来观察行星在其生命周期内的一系列参数可能会损失多少大气。如果地球上开始有相同数量的气体,比如水和二氧化碳,地球甚至更多,那么它将失去他们所有人在其一生中由于恒星加热气氛,使其逃避——这是一个大气逃逸的机制。我们看了另一个模型，它限制了地球大气层的低端，并确定这些稀薄的大气层在这个星球上并不稳定。
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你为什么把研究重点放在大气逃逸模型上?
几年前，甚至在我读研究生之前，我就开始研究早期的行星大气。对我来说，这是最有趣的问题之一，因为这颗行星的早期状态似乎决定了它在整个生命周期中是如何演变的。这对地球来说真的很重要，因为我们对地球最初5亿年的早期历史知之甚少——但那正是生命开始的时期。所以我的观点是你必须从头开始。这实际上意味着在行星形成之前就开始尝试理解形成行星的所有过程以及是什么设定了最终形成行星的初始条件。通过观察这些炽热的岩石系外行星，我们可以检验我们对这些过程的理解。
这项研究的其他合作者包括麻省理工学院、马里兰大学、加州理工学院、德克萨斯大学奥斯汀分校、范德比尔特大学、太空望远镜科学研究所和哈佛大学天体物理中心史密森学会。
这项工作得到了美国宇航局和约翰·坦普尔顿基金会的支持。
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