首次在”超级地球”大气层中发现水蒸气

 

       这颗环绕着较稳定红矮星运行的系外行星是

       “目前已知的宜居行星最佳候选者”

K2-18 b艺术想象图

       它的大气中含有水蒸气，环绕一颗红矮星运行

       天文学家终于在一颗“超级地球”系外行星的大气中发现了水蒸气，该行星位于其恒星的宜居带内。这一重大发现意味着此岩石行星的表面可能不仅存在着液态水，甚至还有可能孕育了一片海洋。

       这一发现是NASA的哈勃太空望远镜在对系外类地行星大气层中的水蒸气进行首次探测时得到的。而且因为K2-18 b行星可能与地球的温度相似，新发现的水蒸气将使他成为下一代太空望远镜后续研究的最有希望的宜居行星候选者之一。

       “这是第一颗人类已知有水的系外行星，也是目前所知的宜居可能性最大的系外行星。” 伦敦大学学院的天文学家Angelos Tsiaras在新闻发布会上说道。

K2-18 b基础知识

       行星K2-18 b位于狮子座方向，距离我们110光年，它环绕一颗质量只有太阳三分之一的红矮星运行。一般的红矮星活动非常活跃，伴随着能够释放巨大能量的耀斑现象。但研究人员指出，这颗特殊的红矮星似乎出人意料的稳定。

       K2-18 b 行星的公转时长为33天，与其恒星的距离大约是水星到太阳距离的一半，这对于含水行星来说是个好兆头。Tsiaras解释道：“因为红矮星比太阳更冷，所以K2-18 b最后接收到的辐射能量和地球差不多。根据计算验证，K2-18 b的温度也的确与地球相似。”

       该论文估计K2-18b的温度大约在-73°C至47°C之间。作为参考，地球上的温度范围可以到达南极洲地区的-84°C以下至非洲、澳大利亚和美国西南部等地区的49°C以上。

       虽然在K2-18 b上观测到了一些与地球类似的特征，例如水、可居住的温度和岩石表面， 但研究人员指出其可居住性仍有待考证。首先，K2-18 b的直径大约是地球直径的两倍, 且质量约是地球的八倍。这表示K2-18 b的质量与“超级地球”质量（1～10个地球质量）的上限值非常接近。

       但使科学家认为K2-18 b是岩石行星的依据并不是它的质量而是它的密度。它的密度约为海王星的两倍，组成成分与火星或月亮最为相似。因此，研究人员表示通过K2-18 b的岩石表面和含水蒸气的大气层做出K2-18 b上存在大片海洋的推断是合理的。但他们对此并不能完全肯定。

       不确定性来源于哈勃望远镜不能够对系外行星的大气层进行精确的探测。例如，尽管研究人员可以通过复杂的算法判断出K2-18 b大气中确实有水蒸气存在，但他们无法确切知道水蒸气含量究竟有多少。因此，论文采用保守方法对含水量范围进行了相当宽泛的估计，他们认为含水量范围大约在0.01％到50％之间。

       为了得到更精确的估计，研究人员表示他们将不得不等待下一代先进太空望远镜的投入使用。计划将于2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和将于2020年底发射的大气遥感红外系外行星望远镜（ARIEL）将非常适合参与攻克和K2-18 b工作相关的难题。

责任编辑：郭皓存

       这些外观精美的激震炽热丝状云气飘浮在地球天空中的天鹅座方向，并构成了面纱星云的西部。