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最宜居的系外行星?科学家在距地球110光年的K2-18 b大

发布时间:2019-10-17 08:22:58 热度:2326

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9月10日,一项研究宣布在k2-18 b行星上发现水蒸气和潜在的云和雨。

这颗遥远的行星(大约110光年远)早在2015年就被美国宇航局的开普勒任务发现了。它的大小是地球的两倍,质量是地球的八倍。它围绕一颗红矮星运行,位于一个可居住区(可居住区是指液态水在行星表面稳定存在的距离)。

在《自然天文学》杂志上发表这项研究的科学家利用哈勃太空望远镜在2016年和2017年的观测结果(由另一个团队收集)来确定这颗系外行星的大气中含有水蒸气。迄今为止,k2-18 b是人类在大气中发现的最小的外行星。

外星生命的可能性?

研究人员强调,我们对外行星k2-18 b了解不多。他们说,外行星可能是一个有巨大大气层的岩石世界,也可能是一个大部分或全部被水覆盖的“水世界”。

加州大学洛杉矶分校物理和天文系首席研究员安热洛斯·迪亚拉斯说,尽管如此,据我们所知,k2-18 b仍然是最有可能产生我们已知生命形式的行星之一。这是一颗位于可居住区的相对较小的行星,而且有水的迹象。这些事实“使这个星球成为我们目前所知的生命形式最适合居住的地方,”他说。

研究人员使用了一种叫做传输光谱学的技术来研究哈勃的数据,并分析了k2-18 b的传输现象(它通过母星的运动)。齐拉斯说,他们发现当行星经过时,“恒星的一部分光将穿过行星的大气层”。“这颗行星的大气层会把它的特征留在光线上...这就是我们试图观察的。”

研究小组分析了该行星的传输数据,并确定k2-18 b的大气可能含有0.01%至50%的水,也可能含有大量的氢。

水的跨度如此之大,是因为通过哈勃的观察,研究人员只能识别水的特征,也就是说,利用传输光谱来观察水的“指纹”。伦敦大学学院天体物理学教授研究员乔万娜·蒂内蒂在9月10日的新闻发布会上说,他们无法判断有多少水。

蒂内蒂说:“水的特性非常明显。即使只有一点水,你也能立即看到它的特征。”因此,研究小组只知道地球大气层中有水,但水的含量仍然未知。

大气中的水蒸气

到目前为止,研究人员已经确定这颗系外行星的大气中有一定量的水,可能还有氢气。他们也知道这颗寒冷星球的大小和质量。k2-18 b的重力比地球的重力强得多(因为它的质量更大)。k2-18 b的公转周期是33个地球日,所以k2-18 b上的一年相当于地球上的一个月。此外,还有另一颗较小的外行星k2-18 c围绕着像k2-18 b这样的红矮星运行。

由于这颗系外行星围绕着一颗红矮星运行,如果你在这颗系外行星的表面,你将会看到一颗红星,而不是我们地球的橙色太阳。

这一发现引发了一系列关于太阳系外行星及其大气的新问题。根据这项研究,这颗系外行星有三种可能性相同的大气模型。

k2-18 b系外行星的可能性

这些研究人员描述的第一种可能性是一种只有水和氢氦的无云大气。第二种可能性是无云的大气,包含水、氢、氦和分子氮。第三种是云大气,可能充满水、氢和氦。

这项新研究的作者之一英戈·瓦尔德曼(ingo waldmann)在新闻发布会上表示,“从统计数据来看,这三种情况的可能性是相同的,真实情况可能在这三种情况之间,”他补充道。

目前,研究人员很难通过地面设施进一步研究地球及其大气。“在含水大气中观察其他含水大气是非常困难的,”瓦尔德曼说,他也在伦敦大学学院工作,试图通过地球大气观察k2-18 b。

人们对这颗系外行星、它的大气层和它潜在的可居住性有许多疑问,但是研究人员相信,在美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜于2021年发射后,他们也许能够回答其中的一些问题。

“这是朝着正确方向迈出的一步,”麻省理工学院行星科学、物理和航空航天工程教授萨拉·伊格尔说。“我们正在努力理解最常见的行星类型是什么,它们由什么组成。它是一颗有着如此巨大大气层的岩石行星吗?”

西格尔谈到超级地球时说:“在我们的太阳系中没有这样的行星,但它们在宇宙中非常普遍。”她补充道:“我们希望在这个星球上获得更好的数据...詹姆斯·韦伯太空望远镜将很快投入使用,它可以观测更宽的光谱范围并进行更详细的观测。”

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