系外行星大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸汽 可能具備生命宜居條件

天文學(xué)家最新觀(guān)測(cè)一顆體積是地球兩倍多的系外行星，通常系外行星體積比地球大但比海王星小，這顆新發(fā)現(xiàn)的系外行星可能具備適宜生命存在的條件，為地外生命探索開(kāi)啟了一扇大門(mén)。

這顆系外行星被命名為K2-18b，K2-18b距離地球124光年，半徑是地球的2.6倍，質(zhì)量是地球的8.6倍，位于主恒星宜居地帶，表面溫度可維持液態(tài)水存在。2019年秋季，兩支研究團(tuán)隊(duì)在該行星富含氫氣的大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸汽，隨后它成為各科學(xué)媒體關(guān)注的焦點(diǎn)，但是這顆行星的大氣層范圍，以及大氣層下方的狀況仍不清楚。

英國(guó)劍橋大學(xué)研究小組基于該行星的質(zhì)量、半徑和大氣數(shù)據(jù)，確定它很有可能在富含氫氣的大氣層下存在著液態(tài)水，研究負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)天文研究所Nikku Madhusudhan博士稱(chēng)，我們?cè)谝恍┫低庑行堑拇髿鈱又邪l(fā)現(xiàn)水蒸汽，該行星位于宜居地帶，為了確定某顆星球是否具備生命宜居環(huán)境，需要對(duì)該星球內(nèi)部和大氣狀況充分了解，尤其是液態(tài)水是否可以存在于大氣層之下。

K2-18b體積較大，更像是一顆“迷你海王星”，而不是一顆大型地球，預(yù)計(jì)“迷你海王星”大氣層有一個(gè)重要的氫膜層，周?chē)嬖诟邏汉髿鈱?，如果氫膜層太厚，那么其下面含水大氣層溫度和壓力就?huì)過(guò)高，不足以維持生命存在。

讓科學(xué)家感到樂(lè)觀(guān)的是，他們基于當(dāng)前該行星的大氣觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及質(zhì)量和半徑，采用詳細(xì)的數(shù)值模型和統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)，從而確定大氣和行星內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)即使K2-18b體積較大，大氣層氫膜層的最大質(zhì)量大約是該行星質(zhì)量的6%，最小質(zhì)量大約是該行星質(zhì)量的百萬(wàn)分之一，與地球大氣層氫氣比例相似。需要注意的是，該行星潛在海洋，其大氣層之下的壓力和溫度可維持液態(tài)水，與地球海洋的壓力和溫度相近。

同時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)大氣層中甲烷和氨氣等其他化學(xué)物質(zhì)含量低于預(yù)期，這些指數(shù)是否影響生物進(jìn)程亟待進(jìn)一步分析。該項(xiàng)研究為尋找系外行星宜居條件和生物特征開(kāi)啟了一扇大門(mén)，通常此類(lèi)系外行星體積比地球更大，天文學(xué)家基于現(xiàn)有天文觀(guān)測(cè)設(shè)備很容易對(duì)K2-18b行星進(jìn)行觀(guān)測(cè)，未來(lái)使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將獲得更全面的大氣觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。