在巨大的星球上发现了水

       在距离地球大小两倍多的遥远行星的大气层中发现了水蒸气。它是周围大气层中发现的最小的水世界，甚至可能在那里下降液态水。这使得这个世界成为我们在宇宙邻域之外不断寻找外星生命的诱人候选人。

       在系外行星（太阳系外的世界）周围寻找水对于科学家来说尤其令人兴奋，因为水是我们星球上生命的重要组成部分。它同样可以成为宇宙中其他地方存在的生命的关键。研究人员之前在系外行星周围发现了这种珍贵的分子，但这些世界并不适合生命繁衍的地方。它们是巨大的气球，大小与木星或海王星相似，缺乏任何生命表面，因为我们知道它存在。

       在天文学杂志接受的一项研究中详述的这颗行星有点独特。它命名为K2-18b，它的质量是我们地球的9倍，这种世界通常被称为迷你海王星。这个大小的世界在我们的银河系中很多，但缺乏我们自己的太阳系。K2-18b还围绕着它的恒星周围的一个最佳位置进行轨道运动，这个恒星被称为可居住区，在那里温度恰好适合水在行星表面上汇集。这意味着这个星球与我们的星球有一些非常重要的特征。蒙特利尔大学的系外行星研究员，主要作者BjörnBenneke说：“这个温度系统中的一颗行星 - 一个与地球非常非常相似的地方 - 我们首次证明它实际上是液态水”。关于该研究发表在天文学杂志告诉The Verge。

       虽然寻找水对于系外行星的研究人员来说是一个大问题，但这个世界不太可能在海洋中泛滥。事实上，由于它的大小，行星表面似乎不太可能是岩石。“这些行星看起来不像地球，”麻省理工学院的系外行星专家兼教授，没有参与这项研究的萨拉塞格尔告诉The Verge。“我们知道这个岩石行星肯定不会变得多岩石。”K2-18b也围绕一颗恒星运行，与我们的太阳不同。总而言之，这些因素显着降低了生命在那里生存的机会。

       由于美国宇航局的开普勒太空望远镜，研究人员首先发现了K2-18b，这是一个距离地球近1亿英里的宇宙飞船，在过去十年的大部分时间里，它都在寻找系外行星。每当系外行星直接穿过其母恒星和地球之间时，它会使恒星的光线略微变暗，这是开普勒可以探测到的微小变化。通过观察这些过境，开普勒发现了2000多颗系外行星。2015年，该航天器捕获了距离地球111光年的K2-18b。

       然后，在2016年和2017年，Benneke和他的团队使用NASA的哈勃太空望远镜，目前在地球轨道上，了解更多关于K2-18b的大气层。围绕系外行星的化学物质和分子可以告诉我们许多潜伏在遥远世界表面的东西。例如，地球大气中的大量甲烷是生活在这里的许多生物有机体的副产品。

       研究系外行星的大气对于与地球大小相似的世界来说尤为艰难。来自这些遥远的太空岩石的光很容易被来自其母星的光所压倒，使得它们难以置信。为了弄清楚系外行星的大气层是什么，研究人员需要观察恒星的光线，因为它过滤了世界的“外缘”。当光线通过气体时，它会轻微翘曲，表明存在的分子类型。这是一个非常微妙且具有挑战性的测量方法。

       研究系外行星的气氛特别棘手。研究人员对K2-18b很幸运，因为它的气氛延伸到太空，使其更容易观察。“这有点像混合行星，可能有岩石冰芯，但其大部分体积实际上都是天然气，”Benneke说。此外，它绕着一种被称为红矮星的微弱小星旋转，它没有太阳那样的恒星光。这样可以更容易地研究可能在附近轨道运行的行星。

       Benneke和他的团队观察到这颗行星经过八次过境，让他们能够探测到大气中的水汽。然后他们做了一些气候模拟，发现蒸汽很可能形成云层，水凝结然后下降到地球上 - 就像在地球上一样。“如果你跟任何生物学家谈话，他们就不关心蒸气; 他们关心液态水，“Benneke说。“因为生物只有在你有液态水时才有效。”

       尽管如此，我们还不了解这个星球，特别是它的表面组成。Seager指出，被认为像地球，金星或火星一样岩石的系外行星通常不到地球大小的1.6倍。这个是地球大小的2.3倍，这意味着表面很可能不是岩石。“它远远高于这个门槛，”Seager说。要么它是一个巨大的大气层包围的岩石核心，要么它的一半可能是由水冰组成。这两种选择都不太有利于在地球上像岩石这样的岩石地上拥有海洋。“这些物品是迷你海王星，它们非常普遍，我们不知道它们是什么，”Seager说。

       因此，虽然今天的调查结果很大，但仍然在寻找所有人的最大奖项：在其大气层中有水的岩石系外行星。当这种情况发生时，对于系外行星社区来说，这将是一个重要的日子，它产生了我们发现的最接近地球的模拟物。

       下一步是了解更多关于K2-18b的样子以及地球大气中可能存在的其他气体。随着更强大的望远镜在未来几年上线，科学家们可以得到这些信息。值得注意的是，美国宇航局即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜，它将成为2021年发射后最强大的天文台，它可以告诉我们更多关于K2-18b的表面和大气的信息。该望远镜将能够研究小于K2-18b的世界，更类似于我们的星球，此外还有迷你海王星和环绕其恒星可居住区域的世界。

       “这是迈向真正探索其他恒星周围温度适合的行星的第一步，看看那里发生了什么，”Benneke说。就目前而言，我们知道无论发生什么事都可能会变湿，但可能不是很热闹。

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