2019年諾貝爾物理學獎得主迪迪埃·奎洛茲近日受邀出席成電講壇，以“系外行星革命及其對宇宙生命的影響”為主題，為師生帶來一場關于天體物理學前沿的深度分享。這位劍橋大學杰克遜自然哲學教授、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院物理學雙棲學者，憑借1995年首次發(fā)現(xiàn)太陽系外巨行星的突破性成果，成為“系外行星革命”的奠基人。

講座中，奎洛茲以顛覆性發(fā)現(xiàn)為切入點，回顧了行星科學范式的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)理論認為巖石行星應緊鄰恒星、氣態(tài)巨行星分布于外側(cè)，但1995年發(fā)現(xiàn)的“熱木星”徹底改寫了認知——這顆質(zhì)量與木星相當?shù)男行枪D(zhuǎn)周期僅4天，軌道半徑不足水星到太陽距離的十分之一。該發(fā)現(xiàn)證實行星遷移現(xiàn)象普遍存在，迫使學界重新審視行星形成機制。隨著觀測技術進步，人類已確認約6000顆系外行星，其中“超級地球”“迷你海王星”等新型天體不斷涌現(xiàn)，部分位于恒星宜居帶內(nèi)。奎洛茲特別指出TRAPPIST-1系統(tǒng)的特殊價值：該系統(tǒng)包含7顆行星，盡管公轉(zhuǎn)周期極短，但因宿主恒星溫度較低，部分行星接收的輻射量與地球相近，成為搜尋地外生命的重點目標。

技術革新是推動研究突破的關鍵。奎洛茲系統(tǒng)介紹了主流探測方法：徑向速度法通過測量恒星受行星引力影響產(chǎn)生的微小速度變化間接定位行星；凌日法則捕捉行星過境時恒星亮度0.01%級的衰減信號。更先進的凌日光譜技術已能分析行星大氣成分，通過不同波長下“表觀大小”的變化，成功檢測到水蒸氣、二氧化碳等分子痕跡，甚至發(fā)現(xiàn)可能與生命活動相關的臭氧信號。這些技術突破使人類首次具備解析系外行星環(huán)境條件的能力。

針對宇宙生命議題，奎洛茲提出獨特視角：地球生命是進化塑造的獨特樣本，但宇宙中豐富的碳、氧等重元素以及行星大氣層的液態(tài)環(huán)境，為生命存在提供了必要條件。他預測，隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等下一代觀測設備投入使用，結(jié)合機器學習算法的數(shù)據(jù)處理能力，人類將在未來20至50年內(nèi)聚焦類地行星大氣探測，通過尋找甲烷、氧氣等生物標記物，逐步揭開地外生命是否存在之謎。這場跨越天體物理與生命科學的學術盛宴，不僅梳理了系外行星研究從理論顛覆到技術突破的發(fā)展脈絡，更為“宇宙中是否存在其他生命”這一終極命題提供了可操作的探索路徑。