这一发现可能会促进对外星生命的寻找。

在这里，我们看到了一位艺术家描绘的围绕红矮星运行的半岩石半水世界。 （图片来源：Pilar Montañés (@pilar.monro)）

研究人员表示，在宇宙中最常见的恒星周围发现了一种新型的系外行星——由一半岩石和一半水组成的行星，这可能对寻找宇宙生命产生重大影响。

红矮星是最常见的恒星类型，占宇宙恒星总数的 70% 以上。 这些恒星又小又冷，质量通常约为太阳的五分之一（在新标签中打开），亮度则高达 50 倍。

红矮星如此普遍的事实让科学家们想知道它们是否可能是发现地球上可以拥有我们所知道的生命的行星的最佳机会。 例如，在 2020 年，天文学家在可见光波长下发现了我们天空中最亮的红矮星 Gliese 887，可能会在其宜居带内拥有一颗行星，那里的表面温度适合容纳液态水。

这是艺术家对半岩石半水世界的看法。 （图片来源：Pilar Montañés (@pilar.monro)）

然而，围绕红矮星运行的世界是否可能适合居住仍不清楚，部分原因是研究人员对这些世界的组成缺乏了解。先前的研究表明，小型系外行星（直径小于地球四倍的）围绕类太阳运行的恒星通常要么是岩石的，要么是气体的，拥有稀薄或稠密的氢和氦大气层。

在这项新研究中，天体物理学家试图检查红矮星周围系外行星的组成。他们专注于在美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）观测到的更靠近（因此更明亮且更容易检查）红矮星周围发现的小世界。

恒星比它们的行星亮得多，因此天文学家无法直接看到大多数系外行星。相反，科学家们通常通过这些世界对其恒星的影响来检测系外行星，例如当行星在其恒星前面穿过时产生的阴影，或者由轨道引起的恒星运动的微小引力牵引行星。

通过捕捉行星在其恒星前方经过时产生的阴影，科学家们可以找到行星的直径。通过测量行星对恒星施加的小引力，研究人员可以找到它的质量。

在这项新研究中，天体物理学家最终分析了 34 颗系外行星，他们拥有关于直径和质量的精确数据。这些细节有助于研究人员估计这些世界的密度并推断出它们可能的组成。

“我们可以将这些世界分为三个家族，”研究的合著者、芝加哥大学的天体物理学家拉斐尔·卢克在接受 Space.com 采访时表示。除了 21 颗岩石行星和 7 颗气体行星外，他们还发现了 6 颗新型系外行星水样行星的例子，它由大约一半岩石和一半水组成，呈液态或冰状。

“看到这么多水世界围绕银河系中最常见类型的恒星运行的证据令人惊讶，”卢克在一份声明中说。 “它对寻找宜居行星产生了巨大的影响。”

科学家的行星形成模型表明，他们探测到的小行星可能以三种不同的方式演化。岩石行星可能是由恒星附近相对干燥的物质形成的。

红矮星周围小行星的人口统计。 （图片来源：Rafael Luque（芝加哥大学）、Pilar Montañés (@pilar.monro)、Gabriel Pérez（加那利群岛天文研究所）和 Chris Smith（美国宇航局戈达德太空飞行中心）

研究合著者、加那利群岛天体物理研究所的天体物理学家 Enric Pallé 告诉 Space.com，这些小型岩石行星的密度“几乎与地球相同”。 “这意味着它们的成分必须非常非常相似。”

相比之下，含水行星可能来自冰冷的物质，并且在远离恒星的地方出生，越过表面温度冻结的“冰线”。他们后来迁移到更接近天文学家探测到它们的地方。

气态行星也富含水，并且可能以与水态行星相似的方式形成。然而，它们最初可能拥有更大的质量，因此可以在向内冒险之前在自己周围聚集氢气和氦气气氛。

研究人员说，虽然岩石行星的水相对贫乏，而水行星的水相对丰富，但这可能并不意味着前者干旱而后者被海洋覆盖。

“地球（在新标签中打开）只有 0.02% 的质量以水的形式存在，这使得从天体物理学的角度来看，它是一个干燥的世界，尽管四分之三的表面被水覆盖，”帕莱说.相比之下，尽管研究人员发现的水行星是半水的，“这并不一定意味着它们的表面有巨大的海洋，”帕莱说。 “水似乎与岩石混合在一起。”

卢克说，未来的研究可以看看这三种世界是否也存在于较大的恒星周围。 “地面望远镜中的新一代仪器，特别是在美国和欧洲，将使我们能够进行这些测量，”卢克在采访中说。

另一个需要跟进的方向是研究这些水世界的组成和性质。 “借助詹姆斯韦伯太空望远镜，我们可以分析它们的大气（如果有的话），并了解它们如何储存水，”卢克在采访中说。 “这将告诉我们很多关于它们的形成和演变以及内部结构的信息。”

科学家们在周四（9 月 8 日）的《科学》杂志上在线详细介绍了他们的发现。