面向未来：寻找“第二地球”与生命印迹的新方向
当下突破6000颗行星大关固然令人瞩目，但系外行星科学的更大梦想在于寻找另一个地球，探寻生命迹象。未来的发展方向将围绕发现更多类地行星、评估它们的宜居性，以及直接探测行星大气乃至生命潜在信号等方面展开。
首先是类地行星的搜寻。所谓“类地”，一般指尺寸和质量接近地球且位于宿主恒星宜居带内的岩质行星。这类行星是最有希望孕育生命的候选。开普勒望远镜尽管发现了数十颗地球大小的行星，其中如开普勒-186f、开普勒-452b等落在宜居带内，但围绕类太阳恒星的真正“地球2.0”尚未有确定的发现。寻找这类行星需要更大尺度、更高精度的巡天计划。欧洲航天局正在推进的PLATO太空望远镜（预计2026年发射）将专注于太阳邻近亮星的行星凌星搜寻，有望发现大量围绕明亮恒星的宜居带行星。中国科学家也提出了“天邻”计划，定位于面向近邻恒星搜寻类地行星的战略性空间任务，拟部署大型空间望远镜，直接观测并分析宜居带内行星的大气，以寻找生命信号。这一原创计划标志着我国在宜居行星探测领域迈出极为重要的一步，为发现真正的“地球双胞胎”奠定基础。
然而，行星是否宜居不能仅凭其大小和轨道来判断。即使位于宜居带，行星需要具备适宜的大气条件、水和磁场等因素才能支持生命。因此未来一大方向是宜居性评估——深入研究系外行星的大气和环境特征。目前，科学家已经能够对部分系外行星进行大气观测。例如，哈勃望远镜早在2000年代就探测到热木星HD 209458b大气中的钠元素，开创了系外行星大气研究。近几年更令人兴奋的是詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）展现出的能力。JWST在红外波段具备极高灵敏度，已成功获取上百个系外行星的大气光谱，分析出其中的化学成分。包括多颗热木星和热海王星的大气中检测到水蒸气、二氧化碳、甲烷等分子，甚至在一颗名为K2-18b的次海王星行星大气中发现了可能与生物有关的分子线索。这些观测不仅在验证我们对行星大气物理的认识，也是在为将来探测类地行星积累经验。
真正的挑战在于观测类地行星的大气并寻找生命迹象。地球这样的行星体积小、反射和发射的光极其微弱，而且往往淹没在明亮母恒星的光芒之中。例如，若从遥远太空观测，太阳的亮度约是地球的10亿倍！要直接探测“另一颗地球”的微光，我们需要比JWST更先进的技术。星冕仪和遮星罩便是未来的重要技术方向：通过在望远镜内部或外部精确遮挡恒星光，可以大幅提高直接成像观测弱小行星的对比度。NASA即将于本世纪20年代中期发射的南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜，将携带一台新颖的星冕仪技术演示仪，测试遮蔽恒星光以直接拍摄行星的能力。按设计，罗曼望远镜的星冕仪有望直接成像类似木星大小、温度的行星，推进直接成像技术迈出重要一步。同时，罗曼的主要科学任务——引力微透镜巡天，也会发现数千颗全新系外行星，特别是一些远离母星的冷巨行星和自由行星。这些发现将与凌星和视向速度法探测的内轨道行星相互补充，让我们看到行星体系更加全貌。
面向2030年代，更宏大的计划已经在酝酿之中。例如，NASA正在研制下一代旗舰级太空望远镜——宜居世界天文台（Habitable Worlds Observatory），其目标就是直接观测邻近恒星的类地行星。这一望远镜将配备更大口径和更高级的星冕仪或分离式遮星罩，希望能够探测到类似地球的微弱光点并分析其光谱。一旦成功，我们将可以在这些行星光谱中寻找生命迹象（生物信标）——例如氧气与甲烷共存的异常大气成分，或某些只能由生物过程产生的化学物质。这将是寻找地外生命的关键一步。除了空间项目，地面上的新一代超大型光学望远镜（如欧洲极大望远镜、TMT、GMT等）也计划配备先进高分辨率光谱仪和适应性光学系统，用于直接成像或透射光谱法研究附近恒星的行星大气。可以预见，在未来的数十年里，“寻找第二地球”将从科幻逐步走向现实——我们不仅会发现越来越多位于宜居带的地球大小行星，还将有能力探测它们的大气组成，去判别那些遥远世界上是否可能存在生命的踪迹。
“逐影寻星计划”：公众深度参与系外行星观测
就在全球系外行星丰收突破6000颗的重要时刻，中国天文学界也在积极探索公众参与科研的新模式。2025年9月，中国科学院国家天文台光学天文研究部联合国家天文科学数据中心发起了一项面向业余天文爱好者的公众科学计划——“逐影寻星计划”，号召公众参与系外行星凌星观测。这一计划旨在动员广大天文爱好者的观测力量，来收集和分析系外行星凌星数据，助力构建国家天文台的系外行星凌星公众数据库，并为全球科研提供高质量的观测数据。换言之，“逐影寻星”希望将公众的眼睛变为天文学研究的延伸，在专业天文望远镜之外增添一支重要的民间观测队伍。
逐影寻星计划的科学目标十分明确：通过小型望远镜观测那些已知或候选的系外行星凌星现象，获取它们的光变曲线。许多系外行星（尤其是明亮恒星周围的大体积行星如热木星）的凌星深度足够大，小型望远镜在掌握方法后也可以观测到明显的星光变暗信号。这些观测数据将被汇总到国家天文科学数据中心的公众科学平台，形成一个对科研人员开放的数据库。一方面，这将丰富我国自主的观测数据积累，推进太阳系外行星研究的发展；另一方面，也让公众以科研合作者的身份深度介入前沿科学，与科学家共同逐“影”寻“星”，分享发现的乐趣，传播科学的精神。
“逐影寻星”将通过不断完善的流程设计，确保参与者有据可循，实现了从观测装备—数据获取—结果分享的闭环，为业余爱好者参与科研降低了门槛。参与者可从项目网站提供的候选天体列表中选择目标（这些目标主要是已知会发生凌星的系外行星或者有待确认的凌星候选体），按照预报时间对其进行观测，并记录恒星亮度随时间的变化曲线。如果条件允许，志愿者还可以使用开源软件对观测到的光变曲线进行初步的数据处理。接下来，志愿可以将观测到的数据按要求上传至国家天文科学数据中心China-VO公众科学平台的“逐影寻星”专区，并提供详细的观测信息（如时间、地点、设备参数等）。这些数据将经过项目团队的整理和校验后进入科学数据库。
公众科学的意义：从6000颗行星到“逐影寻星”的战略价值
“逐影寻星计划”不仅是一次科普活动，更是在6000颗系外行星新里程碑背景下的一项具有战略意义的探索举措。其意义体现在多个层面：
一是填补专业观测的空白，丰富国家数据库建设。目前全球已确认的6000多颗系外行星中，有相当一部分后续观测数据匮乏。大型专业望远镜资源宝贵，不可能对每一颗行星进行高频次监测。这时，公众科学的力量可以成为宝贵的补充。通过“逐影寻星”，广大业余天文爱好者协同贡献观测时间，将分散在各地的小型望远镜汇聚成为一张巨型的观测网络。这一张“大网”获取的持续光变数据可极大丰富专业天文数据库，为科学家提供长时间基线的观测资料。一些凌星信号若能被业余观测反复捕获，其置信度将大为提高，从而加速候选体向确认行星的转变。当数以千计的候选行星等待确认时，专业和业余天文学界的协同合作将显著提高确认的效率。可以预见，未来“逐影寻星”所汇集的数据库有望不仅服务于国内科研，也将通过公开共享为国际同行所用，提升我国在全球系外行星研究数据资源中的贡献。
二是助力行星确认与轨道精测，发挥“众测”优势。系外行星确认往往需要多次独立观测的验证。例如，对于凌星法探测的候选体，需要再次观测到凌星事件并排除其他非行星因素导致的假信号，才能确认其确为行星。业余天文爱好者完全可以在这方面大有作为：他们通过不同时段、不同地点的观测协力，可以提供宝贵的多源验证。尤其对于轨道周期较长或过境时间不定的候选体，公众的密集监测提高了捕获下一次凌星的几率。此外，在行星确认之后，精确测定行星的轨道参数也是科研关注重点。例如，行星凌星时间的细微变化（Transit-Timing Variation, TTV）往往隐含着该体系中其他行星的引力扰动。通过长期监测某些已知多行星系统的凌星时刻，志愿者们有机会发现TTV信号，为推断潜在的额外行星提供线索。如果说专业团队是发现系外行星的“猎手”，那么公众天文爱好者则可成为耐心的“监测者”，在后续的观测中守护每一颗新行星，精细刻画它们的动态行为。实践证明，公众参与的“众测”模式在许多领域都能取得高效率、高覆盖率的效果。天文学也不例外：NASA等机构的经验表明，公民科学家可以的前沿的天文发现做出贡献。“逐影寻星”正是要将这种众测优势引入到系外行星确认和轨道精测中来，为繁忙的科研望远镜分担部分任务，助力科学发现。
三是提升公众科学素养，凝聚科研新生力量。让公众参与前沿研究，本身就是一种广泛的科学传播。参与“逐影寻星”的志愿者需要学习掌握天文观测与数据处理的方法，这个过程本身就是科普教育：复杂的科研变得触手可及，冰冷的数字变成了亲手测量的光变曲线。公众在实践中加深了对科学方法的理解，也更深刻体会到探索宇宙的魅力。尤其对于中学生、大学生等青年爱好者来说，亲历科研过程能极大激发他们投身科学的热情与兴趣。未来，“逐影寻星”计划提供的讲座、交流等活动平台，更有助于培养后备人才：一些优秀的参与者未来或许会成长为职业天文学家或相关领域的科学家，为我国科研队伍增添新生力量。从社会层面看，此计划树立了公众科学的新典范——科学不再是少数人的专利，而成为众人抬头可见、低头可做的事业。这将提高全民科学素养，营造热爱科学、支持科研的良好社会氛围。
展望未来：逐梦星辰，大众与科学携手前行
“逐影寻星”计划的启动仅仅是一个开始。展望未来，这一公众科学项目具有广阔的可持续发展潜力和多样化的合作模式。当前，第6000颗系外行星的里程碑已经跨越，人类在银河系中找到的“新世界”越来越多元、丰富。然而在这6000颗之外，广袤星空中等待我们发现的行星可能还有数百万、数亿计。也许在若干年后，我们将迎来第10000颗系外行星的诞生，也许某一天我们终将找到那颗与地球惊人相似的蔚蓝色星球。而实现这一切的，不仅仅是遥远的大型太空望远镜，还有千千万万怀揣好奇心的普通人。正是专业科学与公众参与的携手并进，才能加速揭开宇宙的神秘面纱。从这个意义上说，“逐影寻星”计划具有深远的战略意义：它让公众成为了科学发现旅程的一部分，在拓展国家天文数据实力的同时，凝聚起大众的智慧和想象力。在这漫漫寻星征途中，每一个仰望星空的平凡之眼，都是点亮宇宙未来的一束微光。让我们期待，在不远的将来，专业天文学家与公众星辰逐影、携手寻星，创造出更多令人惊叹的发现，共同谱写人类探索宇宙的新篇章！
“逐影寻星”计划欢迎您的加入，一起用观测 点亮宇宙的未来！