系外行星大氣層中發現水蒸汽可能具備生命宜居條件
天文學家最新觀測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,這顆新發現的系外行星可能具備適宜生命存在的條件,為地外生命探索開啟了一扇大門。
K2-18b距離地球124光年,半徑是地球的2.6倍,質量是地球的8.6倍,其位於主恆星宜居地帶,表面溫度可維持液態水存在。
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,質量是地球的8.6倍,位於主恆星宜居地帶,表面溫度可維持液態水存在。2019年秋季,兩支研究團隊在該行星富含氫氣的大氣層中發現水蒸汽,隨後它成為各科學媒體關注的焦點,但是這顆行星的大氣層範圍,以及大氣層下方的狀況仍不清楚。
英國劍橋大學研究小組基於該行星的質量、半徑和大氣數據,確定它很有可能在富含氫氣的大氣層下存在著液態水,研究負責人、劍橋大學天文研究所Nikku Madhusudhan博士稱,我們曾在一些系外行星的大氣層中發現水蒸汽,該行星位於宜居地帶,為了確定某顆星球是否具備生命宜居環境,需要對該星球內部和大氣狀況充分了解,尤其是液態水是否可以存在於大氣層之下。
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,預計“迷你海王星”大氣層有一個重要的氫膜層,周圍存在高壓含水大氣層,如果氫膜層太厚,那麼其下面含水大氣層溫度和壓力就會過高,不足以維持生命存在。讓科學家感到樂觀的是,他們基於當前該行星的大氣觀測數據,以及質量和半徑,採用詳細的數值模型和統計方法分析數據,從而確定大氣和行星內部的組成和結構,發現即使K2-18b體積較大,大氣層氫膜層的最大質量大約是該行星質量的6%,最小質量大約是該行星質量的百萬分之一,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水,與地球海洋的壓力和溫度相近。
同時,他們還發現大氣層中甲烷和氨氣等其他化學物質含量低於預期,這些指數是否影響生物進程亟待進一步分析。該項研究為尋找系外行星宜居條件和生物特徵開啟了一扇大門,通常此類系外行星體積比地球更大,天文學家基於現有天文觀測設備很容易對K2-18b行星進行觀測,未來使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將獲得更全面的大氣觀測數據。