天文學家發現「超級地球」,目前已知的最適合人類居住的外行星

2020-12-07 無為有知
獅子座

天文學家在位於獅子座的一顆遙遠的行星的大氣層中發現了水蒸氣，因此這顆行星被科學家們稱為「太陽系外已知的最適合人類居住的行星」。

這是第一次在其恆星的「適居帶」(溫度既不太熱也不太冷，液態水因此可以存在)發現一顆大氣中含有可維持生命物質的行星。

綠色為「適居帶」

這一發現增加了人們的希望，這顆新發現的行星，以及近年來發現的類似行星，不僅具備適合生命生存的條件，而且在某些情況下可能擁有生命體。

倫敦大學學院的天文學家安傑洛斯·齊阿拉斯(Angelos Tsiaras)說：「這是人類發現的第一顆既有水，溫度又適宜人類的行星。」「它是目前適宜人類遷居的最佳選擇。」

這顆行星名為K2-18b, 2015年首次被美國宇航局的克卜勒太空望遠鏡發現。它的體積大約是地球的兩倍，質量是地球的八倍，圍繞著一顆不到太陽一半大小的冷紅矮星運行，距離地球110光年。

K2-18b

紅矮星產生的熱量遠低於太陽，但由於環繞其恆星運行，K2-18b被加熱到約10攝氏度。這顆行星距離地球只有1400萬英裡，是地球到太陽距離的六分之一，它每33天完成一次軌道運行，一年的運行速度相當於地球上一個月的運行速度。

如今人類的技術依然不夠先進，無法拍攝如此遙遠星球的表面，也無法將探測器送到如此遙遠的地方。但是太空望遠鏡可以收集到一些關於外星行星大氣層的信息。

倫敦大學學院的研究小組藉助於美國宇航局經驗豐富的哈勃太空望遠鏡，該望遠鏡在K2-18b被發現後的兩年內對其進行了持續觀測。特別是，他們分析了這顆紅矮星在8個不同的場合從其表面掠過時的星光。

數據顯示，當K2-18b在它的恆星前面交錯時，能被水所吸收的波長突然下降，然後隨著行星的移動再次上升。這種效應被認為是行星大氣層中存在水蒸氣的確鑿證據。

倫敦大學學院研究小組成員吉奧瓦娜蒂內蒂說：「令我們大為驚訝的是，我們發現了相當強烈的水蒸氣特徵。」「這意味著它首先有大氣層，其次大氣層中含有大量的水。」

沒有什麼比水的存在更能激發科學家繼續尋找生命體的興趣。在地球上，沒有水就沒有生命，在其他行星上也是如此，至少對我們所知道的生命形態來說是如此。

在K2-18b上發現水蒸氣並不能證明其表面有液態水源。但在尋找條件適合生命生存的星球的過程中，它毫無疑問是一個亮點。「我們目前沒發現任何其他溫度適宜的行星大氣中有水，」 齊阿拉斯表示。根據《自然天文學》的報告，K2-18b的大氣中有0.01%到50%的水。

在天文學術語中，K2-18b是一個超級地球，其大小介於地球和海王星之間。但與地球的孿生兄弟不同，K2-18b更像是我們地球的堂兄弟。它的密度是地球的三分之二，雖然表面可能有巖石，但同樣可能是一個水的世界。

K218b為超級地球

人類在這個星球上不會過得很好。如果它有堅硬的表面，就不可能站立。由於重力是地球的8倍，人類的平均重量將達到半噸。此外，強烈的紫外線會引發致癌突變。但是，如果你繞過這些，你至少會看到賞心悅目的景色：纖細的雲朵，巨大的紅日，以及一顆像金星一樣升起的內行星。正如該團隊的研究員英戈沃爾德曼所說：「這裡現在可能還不是你的理想度假地，但未來可期。」

哈佛大學和史密森天體物理中心的瑞安·克勞蒂爾說，一項獨立的分析，或新的觀測，將對確認探測到的水蒸氣有幫助。但他補充說，水的存在證明K2-18b的宜居性是有可能的。

「這是個好跡象，」他說。「總的來說，它的大氣中存在著水，這無疑提高了K2-18b成為一顆潛在宜居行星的可能性，但還需要進一步的觀察才能確定。」

哈勃望遠鏡

天文學家們現在希望研究更多的超級地球，以尋找它們大氣中存在水的跡象。隨著美國航空航天局(Nasa)的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(James Webb space telescope)於2021年發射，以及歐洲航天局(European space Agency)的愛麗兒(Ariel)太空望遠鏡於2028年發射，這項工作將在未來幾年發生改觀。這些望遠鏡的觀測結果應該能揭示更多關於遙遠世界大氣組成的信息，包括甲烷和其他可能是生命直接跡象的氣體（氧氣等）的存在。

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