由LHS-475b 行星看上去的主星，編號最後一個字母的意思，其實是指該星發現的第幾個行星，b為第一個。(Image credit: NASA / ESA / CSA / Leah Hustak, STScI.)

系外行星(太陽系外行星)可說是近20多年來天文學中的「顯學」，由1990年代開始各種觀測技術的精度提升，天文學家終於在1994年開始陸續發現太陽系外的行星。首次發現至今，大約已發現5300顆(截至執筆之時)，而且發現類似地球的小型類地行星也快速增加，本星期天文學界更連續發表兩顆新發現、無論質量和大小都和地球相當接近的類地行星，且和地球的距離也相對較「近」。

第一顆為LHS 475b，為編號LHS-475恒星上發現的第一顆行星，距離地球約41光年，位於天球南極點地區的南極座，是由天文學家於去年8月韋伯太空望遠鏡觀測的資料中發現。本行星事實上是韋伯太空望遠鏡發現的第一顆系外行星；第二顆是NASA 的TESS 「系外行星調查衛星」發現，距離地球100光年的TOI-700e。這個「地球兄弟」大約就地球直徑的99%，質量也至少達90%以上。

TOI-700恒星的行星系統算是比較豐富的，TOI-700e算是在恒星適居帶的內緣地區，事實上稍遠的TOI-700d在估計日照溫度上和地球更相似，只是比地球重70%，直徑再大12%左右。兩顆行星最小距離大約只有200多萬公里，大約地月距離6倍左右，在雙方的天空中，互相看上去就像稍小的月亮。((Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center))

當然，人們可能更關心的是這兩個星球是否和地球一樣，是宜居行星。兩顆行星事實上都是由掩星法、經測量恒星光度的周期性變化而發現的：當行星軌度穿過其恒星與地球之間時，行星會遮蓋往恒星的光一段時間，地球上會觀察到恒星光度稍稍下降，若能掌握確實光度變化及持續時間、周期，加上了解恒星大約大小，就可大至估算到恒星大約的大小及軌度距離其恒星的距離；加上利用徑向速度法測量恒星的軌道微小擺動情況，亦能大致估計行星施加於母恒星上的引力，從而推算出行星的質量。天文學家主要就是透過這兩個方法發現及測量行星的基本特性。

研究行星的幾大方法：凌日法(左)及徑向速度法(中)是現時用以發現及研究系外行星的兩大主要方法。凌日法類似日蝕，可透過恒星變暗規律判斷有沒有行星圍繞恒星公轉，同時可透過已知的恒星面積及掩星所需時間判斷行星大小與公轉周期，若能知道恒星的質量，更可由軌道周期判斷行星距恒星的距離；徑向速度法則是留意恒星光譜的周期性紅移/藍移，判斷是否有行星圍繞恒星公轉並影響行星擺動。由恒星擺動幅度也能判斷行星的質量上限。兩種方法交叉使用，就能知道該行星的基本情況；另外凌日法亦可透過研究穿透行星大氣層的星光光譜(右)，了解行星大氣的化學成份；韋伯望遠鏡的高光學精度及其近紅外光譜分析儀，足以有效對目標行星進行持續光譜拍攝。(圖片來自連結1、Las Cumbres Observatory及連結3)

經由以上方法推斷，LHS 475b的情況似乎不太好，由光變周期可測出其行星公轉周期只有……兩日，雖然其母星只有0.25太陽質量，屬典形較冷的M3.5V光度恒星/ 紅矮星，但LHS 475b仍距離母星太近，事故溫度及強烈太陽風足夠把大氣層掃走之餘，表面溫度隨時可能超過500度(背面可能有零下100度左右)，而且因為距離太近，會發生朝汐鎖定，整個行星只有永畫和永夜，非常不適合高級生命生存。

TOI-700e的情況則似乎較好一點，其母恒星雖仍是M型恒星，但仍較亮且質量更大，大約40%太陽質量，溫度也較高，更有甚者，其表面活動不算強，算是個溫和的M型紅矮星，而行星剛好就在宜居帶內，由恒星輻射強度推算，行星距離母星只有0.13天文單位(只有日地距離的13%)，公轉周期約27日，但平均溫度只比地球多4-5度(地球沒有大氣層的話，平均溫度約為負14度)，即應可保留大氣及水份於行星上。除了可能的潮汐鎖定(或者像水星的軌動共震效應，令一畫夜的循環只會稍短於公轉周期)外，這個行星似乎至少有合格的可生存環境，例如估計紫外光輻射水平約為地球的20倍，但仍只有大部分紅矮星所在行星的1/20-1/30。

M型小型恒星又叫紅矮星，通常指0.6倍太陽質量以下的恒星。這類恒星由於核聚變規模較慢較小型，通常有極長壽命，由300億年到數千億年之久，但亦由於其核聚變反應緩慢，能量不足，很多時能量都受困於磁場及星球內厚實的對流層內受到約束，一旦磁力線過度扭曲而斷裂、重新分佈，束積的能量甚至恒星表面物質會以爆炸的形式釋放及向外擴散，造成強烈閃光及物質拋射，我們稱為閃焰。對於距離恒星不足1000萬公里的行星表面而言，這些閃焰的強度甚至遠高於太陽，對行星表面及大氣帶來很大破壞。(圖片來自連結1及連結2)

當然，這些行星是否有大氣層、大氣層情況及是否有足夠水源等，還需要利用大氣層光譜分析來進行調查，而這點將會是韋伯太空望遠鏡的近紅外光譜分析儀(Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph)的職能了。這些研究成果仍在進行後續分析中。

有一點較特別的是，恒星質量愈小，不代表其行星數目或個頭愈小，但其行星系的範圍就必定縮小。以早前比較著名的TRAPPIST-1為例，這顆1000光年外的小型低溫行星就擁有7個地球至火星大小的行星，但所有星體都擠在0.063天文單位半徑(約950萬公里)內，即全部都遠小於水星軌道。這麼擠又接近母恒星，對行星環境會帶來很多問題。(圖片來自連結)