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到现在为止,发现了4000多颗系生手星,看起来好像正处于发现我们是否在宇宙中孤立无援的边沿。遗憾的是,对这些行星知之甚少,在大多数环境下,只知道它们的质量和半径。相识一颗行星是否可以容纳生命必要更多的信息。现在,一个极其紧张的信息缺失是它们大气的存在、构成和布局。大气中的水、氧和甲烷的迹象都是行星大概存在生命的迹象。如今,第一次乐成地探测到了一个大概得当居住系生手星大气中的水蒸气,其研究发现现已经发表在《天然天文学》期刊上。




行星大气层在塑造其内部或外貌条件方面起着至关紧张的作用(假如它有如许的条件的话)。它的构成、稳固性和布局都提供了关于它在那边是什么样子的紧张线索。因此,通过大气研究,可以相识这个星球的汗青,观察它的宜居性,并终极发现生命的迹象。查抄系生手星时利用的重要方法是凌日光谱学,这涉及到当一颗行星在其主星前面经过期观察星光。当它通过期,恒星光通过行星的大气层被过滤,光被吸取或偏转,取决于大气层由什么化合物构成。




因此,大气在我们试图观察的恒星光中留下了一个特性性的足迹。进一的分析可以资助我们将这些足迹与已知元素和分子相匹配,比方水或甲烷。现在,对系生手星大气研究是有限的,由于这种丈量必要非常高的精度,而现在的仪器并不能提供这种精度。但是在气态行星的大气层中已经发现了来自水的分子特性,雷同于木星或海王星,它从前从未在较小的行星上出现过(直到如今)。
K2-18b
K2-18b于2015年被发现,K2-18b间隔地球110光年,是美国宇航局开普勒宇宙飞船发现的数百颗“超等地球”:质量介于地球和海王星之间的行星之一。它是一颗质量是地球八倍的行星,它围绕着一颗所谓的“红矮星”运行,这颗恒星比太阳要冷得多。然而,K2-18b位于该恒星的“宜居区”,这意味着它有符合的温度来支持液态水。思量到它的质量和半径,K2-18b不是一颗气态行星,但具有岩石外貌的大概性很高。开辟了算法,使用哈勃太空望远镜提供的数据,使用凌日光谱学分析这颗行星过滤的星光。




这使我们可以或许第一次乐成探测到非气态行星四周有水蒸气的大气,非气态行星也位于其恒星的宜居带内。为了将系生手星界说为宜居行星,有一长串必要满意的要求。此中之一是,地球必要在宜居地带,那边的水可以液体的情势存在。这颗行星还必须有一个大气层,以掩护行星免受来自其主星的任何有害辐射。另一个紧张因素是水的存在,正如我们所知,水对生命至关紧张。固然有很多其他的宜居性尺度,比方大气中氧的存在,但如今的研究已经使K2-18b成为迄今为止最好的候选者。




它是唯一颗满意宜居三个要求的系生手星:符合的温度,大气和水的存在。然而,根据现在的数据,我们不能确切地说,维持生命的大概性有多大。数据仅限于光谱的一个地区(这表现了光是怎样按波长分解的)在那边水占主导职位,因此不幸的是,其他分子无法得到证明。随着下一代望远镜,如詹姆斯韦伯太空望远镜和阿里尔太空使命,将可以或许找到更多关于K2-18b的化学身分,云层覆盖和大气布局的信息,这将资助我们相识它的宜居水平。
博科园|文:Angelos Tsiaras/The Conversation
参考期刊《天然天文学》
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