迷你海王星:一年只有33天的超級地球,地表或存在液態水!

外太空是否存在生命?這個問題一直是天文學家探索星空的動力之一。而對於天文學家來說,在探索系外行星過程中發現水分的存在尤其令人興奮,畢竟水是地球生命的關鍵成分。

迷你海王星:一年只有33天的超級地球,地表或存在液態水!

資料顯示,迄今為止,天文學家已經發現了4000多顆系外行星,但遺憾的是,並沒有多少顆系外行星發現有水分存在。不過在去年天文學家發現一顆名為“

K2-18b

”行星的大氣層含有水分,並且它

很有可能跟地球一樣會下雨

。這是真正的雨水,不是那些甲烷雨。此外最新(2020。2。26)發表於《天文物理期刊》一項研究表明,

“K2-18b”可能也擁有地表液態水,具備宜居條件。

K2-18b:

一年只有33天的超級地球!

系外行星K2-18b,被天文學家譽為“

迷你海王星

”,距離地球124光年,位於獅子座星群的“宜居帶”(指環繞恆星、溫度介於攝氏0度至40度,適合液態水存在的範圍)中,半徑是地球的2。6倍,質量為地球的8。6倍(超級地球),最早在2015年由NASA 開普勒(Kepler)太空望遠鏡發現。

迷你海王星:一年只有33天的超級地球,地表或存在液態水!

K2-18b環繞著一顆約體積只有太陽一半大的紅矮星公轉,

公轉週期僅33天(即一年,我們地球是365天

)。鑑於其質量和半徑,K2-18 b不是氣態行星,但極有可能具有岩石表面。

雖然位於宜居帶內,但最初天文學家認為星球表面不一定也適合人類居住。主要是K2-18b距離紅矮星非常近,距離只有約225萬公里(地球距太陽1。5億公里),推測其表面溫度為零下

–73°C至47°C

間(作為參考,地球溫度範圍為–84°C到49°C左右),但也同時意味著K2-18b會受到更多來自恆星的輻射。另外就是質量太大,人類如果站在星球表面,重力太大或令人類無法行走。

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此前去年有2個不同科學團隊都發表研究報告表明“K2-18b”的大氣層中含有氫氣和氦氣,並檢測到水蒸氣的存在,這使得“K2-18b”一下成為了學界的當紅的“炸子雞”呀。

最新研究:

“K2-18b”表面有可能存在液態水!

因為距離太遠,無法檢測探知“K2-18b”表面的物質。只能透過太空望遠鏡觀察大氣層物質,而大氣層的成分、穩定性和結構可為星球內部結構提供了重要線索。目前學界採用的方法是光譜學,即透過觀察行星繞著恆星公轉的時候發出的星光。隨著時間的推移,恆星星光會透過行星的大氣層組成結構進行過濾,恆星的光線會被吸收或偏轉。

來自劍橋大學天文研究所的天文學家 Nikku Madhusudhan 領導的團隊決定對K2-18b進行更仔細的研究,利用對行星的現有觀測,包括其大氣特性、大小和質量,來推斷大氣和內部的組成和結構,接著使用模型和統計學模擬行星內部。

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團隊研究證實,“K2-18b”的大氣中富含氫氣,並存有大量的水蒸氣。隨後團隊使用模型和統計學模擬行星內部,發現

氫含量約佔大氣質量 6%

,水氣含量則約 0。02~14。8%(地球大氣中水蒸氣含量約 0~5%),其餘化學物質如甲烷、氨含量則低於預期,而這些水平是否可以歸因於生物學過程還有待觀察。再結合星球表面的溫度,團隊認為

雖然星球大氣層不是很厚,但表面有很大可能存在液態水,具有潛在的可居住性。

該研究的主要作者Nikku Madhusudhan說:“在許多系外行星的大氣中已經發現了水汽,但是即使該行星處於宜居區域,也不一定意味著表面上存在宜居條件。要確定宜居性的前景,重要的是要對行星的內部和大氣狀況有一個統一的瞭解,尤其是在大氣下是否可以存在液態水。我們認為,像K2-18b這樣的行星確實有可能接近宜居條件,而尋找生物特徵的搜尋不一定僅限於較小的岩石行星。”

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至於這顆星球是否真的適合宜居,還有待進一步的確認。而天文學界目前十分期待的是,NASA將在2021年發射“韋伯太空望遠鏡”(James Webb Space Telescope),屆時科學家藉助它獲得這顆系外行星的大氣及其組成的更多資訊。

參考:天體物理學期刊(2020版,DOI:10。384/ 2041-8213 / ab7229 )

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