在可居住的系外行星K2-18b上探測到水汽？
– 2019年9月17日的新聞 –
在太陽系外發現的4000個行星中，絕大多數對生命完全不利。無論它們是否太大，距離它們的星太近或太遠，都很難想像液態水和潛在的生命如何能夠避開它們。然而，有一小部分系外行星，其條件肯定更寬鬆。 K2-18b就是其中之一。它位於距離我們大約120光年遠的地方，位於紅矮星的居住區。它的質量大約是地球的八倍，最有可能與它的恆星同步旋轉，也就是說，它總是顯示同一側，就像月亮與地球一樣。
這不是我們在尋找地球雙胞胎時所知道的最佳候選者，但K2-18b目前正成為系外行星的明星。在9月10日和11日雙重宣布之後，兩個研究相同觀測數據的團隊幾乎同時宣布了在這顆系外行星大氣中發現水蒸氣。 H2O也會大量存在，當然還有云和雨。
這不是第一次在系外行星的大氣中探測到水蒸氣，但之前的發現涉及氣態巨星。 K2-18b是一個質量較小的行星。因此，它的水循環可能部分類似於我們在地球上所知道的。但是不要想像安靜的海洋和綠色的草地。 K2-18b與我們的星球非常不同。它的氣氛非常濃密，肯定會達到數百萬的壓力桿。
我們甚至不確定它是否具有岩石核心。如果它有一個，核心被厚厚的氫氣層包圍著氫氣。沒有可以形成海洋的海洋表面。如果我們補充一點，那些日子或夜晚是永久性的，那麼定居它就不是田園詩般的。原始形式的生命有可能在這樣的條件下發展，但在120光年遠的地方很難確認。
然而，在如此小的系外行星的大氣中發現水蒸氣是非常令人鼓舞的。由於哈勃太空望遠鏡記錄了2016年至2017年間在其恆星前方通過的系外行星的8次過境，這一觀察成為可能。這顆恆星的部分光線穿過K2-18b的大氣層，然後到達了鏡子上。太空望遠鏡。這種光包含它遇到的化學元素的痕跡。它確實在其光譜中留下了吸收線。同樣的技術可用於研究甚至更小的系外行星，可能是地球大小。
這需要更大的鏡子，例如詹姆斯韋伯太空望遠鏡。未來的大空間望遠鏡將能夠通過繼續觀察K2-18b來遵循這一技術。這可能是發現其他大氣氣體的機會，從而更好地了解太陽系中不存在的這種類型的行星。我們所有人都期待的聲明顯然是在位於其恆星可居住區的岩石系外行星的大氣中發現了水。讓我們保持樂觀，這可能是在未來十年。
尋找比地球更受歡迎的可居住的系外行星
– 2019年9月3日的新聞 –
在我們尋找可居住的系外行星時，我們有一個絕對的指示物，我們最熟悉的指示物，也就是說地球。因此，我們試圖發現與地球大小和質量相似的行星，特別感興趣的是能夠提供相同溫度條件的外行星，化學成分的大氣。這種方法很聰明，因為通過這種方式我們認為我們可以發現生命。如果我們設法找到了我們這個星球的完美雙胞胎，如果不是有人居住的話，它至少可以居住。
但是，地球真的是尋求生命的絕對參照物嗎？或者一些條件略有不同的行星能否更加肥沃？這是由美國宇航局贊助的一組研究人員提出的問題。他們試圖確定我們所知道的生命出現的理想參數。令人驚訝的是，結果是一種與我們完全不同的行星。
在系外行星的可居住性問題的核心，有液態水和海洋。理想情況下，海洋與地球的海洋略有不同。為了養活，原始生命需要在其表面附近發現的恆星的光和海洋底部的海洋沉積物。因此，將沉積物沖泡並將其帶回地面的海流對於將所有正確的條件帶到正確的地方至關重要。在地球上，這些營養充足的水的上湧現象主要發生在海岸附近。
從已知的系外行星開始，研究小組進行了4000多次模擬，以確定某些條件是否會導致比地球更大的上升流現象。答案是肯定的。對於有大量水，濃厚氣氛，大陸和非常漫長日子的行星來說，效果最佳。正是地球上缺少的這個小細節才能達到可居住行星排名的頂峰。
通常情況下，如果金星曾經擁有海洋和大陸，那麼她的217天陸地時代就能提供幾乎完美的生活條件。當然，這只是一個模型，主要與基於光合作用的原始海洋生物有關。其他條件可能是必要的，以使這種生活變得更加複雜，為什麼不向智能生活發展。
這項工作的結果仍然為尋找可居住的系外行星提供了一些額外的線索。目前天文學家所擁有的條件是無法檢測到的。然而，我們可以希望，下一代太空和地面望遠鏡將開始為我們提供關於陸地系外行星大氣的一些線索。
正如我們在地球上看到的那樣，海洋與大氣的相互作用非常密切。因此，有可能在這些大氣中發現化學標記，給出海洋可能存在的一些跡像以及控制它的條件。有了這些微薄的信息，我們就可以優化下一代望遠鏡的設計。這是一個漫長而乏味的過程，但有一天可能會讓我們看到一個不可逆轉的結論，即我們並不孤單。
Image by NASA/Ames/JPL-Caltech [Public domain]
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