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科学家们发现有水行星K2-18b 是地球的两倍大会成为人类移民计划目标吗?

两组天文学家第一次探测到围绕在一颗遥远恒星的宜居带内的一颗小行星周围的水蒸气,他们甚至在其液态水云中发现了降雨的迹象。这一发现表明,被认为是生命的基本成分的水存在于小型外行星的大气层中,天文学家曾怀疑这些行星,但从未观测到。

“这太令人兴奋了,”英国剑桥大学天文研究所的天文学家Nikku Madhusudhan说,他并没有参与这项研究。“即使是在几年前,也没有人会预测到这一点。”以前在巨大的外行星的热气体大气层中发现了水蒸气,但是在较小的外行星周围发现它是一个挑战。天文学家通过分析主恒星发出的光来探测大气层,因为外行星在它前面经过,或者是凌日。如果这个行星有大气层,那么一些波长的光将被大气中的原子或分子吸收,在恒星的光谱中留下特征线。这种技术在地球很大的时候效果最好,而且有一个膨胀的、蓬松的大气层,因为更多的星光会穿过它。即使在那时,只有一些望远镜,如哈勃太空望远镜,也有探测微弱线条的灵敏度。天文学家利用哈勃望远镜观测了几颗较小的外行星,它们的大小与海王星和地球相当,但它们都是空的。

输入K2-18b。这颗行星围绕着一颗距地球约110光年的红矮星运行,被认为是寻找液态水的主要候选者。尽管它的恒星比太阳要冷得多,但它的近程轨道——仅仅33天——意味着它接收到的热量几乎和地球从太阳那里得到的热量一样多。液态水在行星表面是稳定的,因此它位于恒星的宜居带中。一组来自美国和加拿大的天文学家在哈勃望远镜上观测了一些观测时间,研究了k218b,并收集了行星上8个凌日行星的数据。

加拿大蒙特利尔大学的研究小组组长bjrn Benneke说:“这需要被证实,但是我们的论文说,不仅有水蒸气,而且在云的光谱中也有线索。”该团队昨天在arXiv发表了研究结果,并将其提交给了天文杂志。该团队还从美国宇航局的斯皮策和开普勒太空望远镜获得了数据,并将它们全部输入到K2-18b的气候模型中。对这个模型最有可能的解释是,这个星球上有凝结的液态水。“这颗行星上确实有雨,就像地球上的一样,”Benneke说。“如果你坐在热气球上,你可能会很舒服,只要你有某种呼吸设备。”这并不意味着k218b有一个类似地球的表面有海洋和陆地。k218b的直径大约是地球的两倍,质量是地球的8倍。本尼克说,它更像一个迷你海王星,里面有一个厚厚的、稠密的气层,里面可能有一个岩石或冰的内核。

“这不是第二个地球,”来自伦敦大学学院(UCL)的一个研究小组的负责人,Angelos Tsiaras说,该小组今天发表了自己对哈勃在自然天文学中公开的数据的分析。两队都同意存在水蒸气和云的可能性。“你会以为它会有云,”UCL团队的吉奥瓦娜蒂内蒂说。即使没有类似地球的表面,Benneke说K2-18b也可能有一个水循环,雨水从大气中坠落,在一个致密而温暖的气体层中蒸发,然后再次上升并重新凝结成云。这一结果将鼓励天文学家进行进一步的搜索,Madhusudhan说,一些小型的水外行星可能在哈勃望远镜的范围内。除此之外,猎人们还得等待哈勃的继任者——詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST),该望远镜将于2021年发射。“JWST将会非常壮观,”Madhusudhan说,并将发现“数十个”这样的行星。
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