​适居带系外行星K2-18b大气层中发现水

适居带系外行星K2-18b大气层中发现水

适居带系外行星K2-18b大气层中发现水(ESA/HUBBLE, M. KORNMESSER)

据EurekAlert!：此项发现将于今天发表于《自然天文学》（Nature Astronomy）。 科学家首次成功对位处适居带的系外行星进行大气侦测，在此带中水能以液态存在。

第一作者Angelos Tsiaras 博士（UCL Centre for Space Exochemistry Data (CSED)）说：「能在地球以外的可居住世界中找到水确是难以置信而令人兴奋的。 K2-18b并非「地球2.0」，因为它在相比下明显更重，并且具有不同的大气成分。 然而，它的存在有助我们进一步了解地球是否独一无二。 」

该团队使用了由ESA / NASA哈勃太空望远镜于2016及2017年所拍得的数据，并结合团队自家研发的开源算法来分析被K2-18b大气过滤过的星光。 研究结果发现代表水蒸气的分子特征，并指出该行星大气中或有氢和氦的存在。

作者认为大气中可能存在其他分子如氮和甲烷，但是目前的观察所得并不能检测得到。 科学家需要进一步的研究来估算云覆盖率和大气中水的百分比。

这颗系外行星围绕着恒星温度偏冷的红矮星K2-18运行。 这颗恒星距离地球大约110光年，位处狮子座。 鉴于红矮星活动较太阳活跃，K2-18b的居住环境或比地球更严峻，并有可能受到更多辐射。

K2-18b是由美国太空总署 (NASA) 的开普勒( Kepler) 宇宙飞船于2015年发现，是数百个质量介乎地球与海王星的「超级地球」的其中之一。 美国太空总署的凌日系外行星巡天卫星(TESS)预计将在未来数年内侦测到数百多个超级地球。

合著者Ingo Waldmann博士（UCL CSED）表示：「有鉴于未来数十年内将会发现更多超级地球，这次发现或许是众多可能适宜居住的系外行星中的首例。 这不仅是因为像K2-18b这样的超级地球是银河系中最常见的行星，而且是因为红矮星 - 比我们太阳小的恒星 - 是最常见的恒星。 」

次世代的太空望远镜，包括NASA / ESA / CSA詹姆斯韦伯太空望远镜 (James Webb Space Telescope) 和欧洲太空总署的ARIEL任务，将携带更先进的仪器，使科学家能更详细地描述系外行星的大气层。 ARIEL任务预计将于2028年发射，并会详细观测1000颗系外行星，以求揭开它们的真实面貌。

合著者兼ARIEL任务的首席研究员Giovanna Tinetti教授（UCL CSED）称：「我们的发现使K2-18 b成为未来研究中最有趣的目标之一。 即使我们已检测到超过4,000颗系外行星，但我们仍然对它们的成分和性质了解不多。 通过观测大量的系外行星，我们希望能够解开它们的化学构造，形成及演化的谜团。 」

「这项研究有助我们了解太阳系以外的适宜居住世界，并标志着系外行星研究的新时代。 它的重要甚至将对地球，我们唯一的家园，在浩瀚宇宙中的定位有举足轻重的影响。 」Tsiaras博士说道。

该研究由欧洲研究理事会(European Research Council)及英国科学技术设施委员会(STFC)资助，该委员会是UKRI的一部分。

编者注

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Angelos Tsiaras，Ingo P. Waldmann，Giovanna Tinetti，Jonathan Tennyson and Sergey N. Yurchenko,“Water vapour in the atmospher e of the habitable-zone eight Earth-mass planet K2-18 b”将稍后于2019年9月11日星期三在《自然天文学》上发表，英国时间下午6时/美国东部时间下午1时前严禁流通。

本文的DOI为10.1038/s41550-019-0878-9

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报道称，这颗名为K2-18b的系外行星质量是地球的8倍，体积是地球的两倍，且位于其母恒星的“宜居带”内，科学家称这种情况下水可以以液态形式存在。