首度发现系外行星大气有水 可能适居但非地球2.0

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Artist’s impression of K2-18b, its host star and an accompanying planet. Pic: ESA/Hubble, M. Kornmesser

科学家今天透露,他们首度在太阳系外一个行星的大气中发现有水分存在,这个代号K2-18b的系外行星温度也与地球类似,是目前所知唯一具备这两个生命存在条件的此类行星。

K2-18b距离地球约110光年,绕行狮子座的一个红矮星,每33天绕一圈,因此一年约是地球上的一个月。依其与所绕行恒星的距离推估,行星上温度应在摄氏47度到零下73度间。

科学家在“自然天文学”杂志(Nature Astronomy)发布报告说,K2-18b的质量是地球8倍,体积则是两倍,它绕行恒星的轨道距离太阳不远也不近,处于“适于(人类)居住的区域”,而且在这个行星上水可能以液态存在,但他们强调这不是另一个地球。

共同撰写报告的伦敦大学学院(University College London)天文学家提内蒂(Giovanna Tinetti)说:“在我们的太阳系外,这个行星是最佳候选星球。我们不能假定它的表面有海洋,但确实有此可能。”

美国有线电视新闻网(CNN)报导,同样来自伦敦学院大学的报告主要作者齐阿拉斯(Angelos Tsiaras)说:“在地球以外另一个可能适合人类居住的世界发现有水,极为令人兴奋。”

但他强调:“这绝对不是第2个地球。”他又说,K2-18b所绕行恒星与行星上的大气层都与地球大不相同,“不可能有和地球一样的环境”,科学家想探讨的是这个星球可居住性的问题。

齐阿拉斯又说:“K2-18b不是(可供人类移居的)所谓‘地球2.0’。然而,这让我们更接近能够答覆一个根本问题:地球是否独一无二?”

团队中成员瓦德曼(Ingo Waldmann)也表示,考量K2-18b的质量,要在它的表面行走将相当困难,而且辐射的强度也足以让人类很快罹患癌症。他开玩笑说:“也许还不是很好的度假地点。”

加拿大蒙特娄大学(University of Montreal)天文学家班奈克(Bjorn Benneke)领导的团队今天也公布类似发现,而且他们在报告中暗示,这个系外行星甚至可能会下雨。

班奈克说:“我们的终极目标是找寻其他星球上的生命,证明我们并不孤单,而这项发现代表朝目标迈出了最大的一步。”

在目前所发现的超过4000个系外行星中,这是第一个已知有岩石表面以及大气含水的行星。

大部分有大气层的系外行星是气态巨行星,由岩石构成的这类行星很少,且现有资料显示都没有大气层。

即使有大气层,大多数与地球类似的行星不是距离他们的恒星太远,无法有液态水存在,就是距离恒星太近,所有水分都被蒸发了。

美国国家航空暨太空总署(NASA)的克卜勒太空望远镜(Kepler)观测数年,发现数以百计所谓“超级地球”,这些行星的质量不超过地球的10倍,2015年发现的K2-18b是其中之一。未来的太空任务料将在今后数十年再侦测到数百个此类行星。

齐阿拉斯和他的团队利用哈伯太空望远镜(Hubble Space Telescope)在2016和2017年捕捉到的光谱资料,使用开源算法分析经K2-18b大气层过泸的星光,发现明显迹象显示有水蒸气,究竟有多少并不确定,但电脑模型推估浓度在0.1%至50%间。

地球大气层的水气含量由两极上空的0.2%到热带地区上空的4%。

根据研究报告,K2-18b的大气中也有氢气和氦气存在迹象。也许还有氮气和甲烷,但以目前的技术还无法侦测出来。

进一步研究将能够判定这个系外行星的云量,以及大气中的含水率。