即使当你读到这些文字时,一颗距地球仅 124 光年的行星也可能充满生命。
天文学家对地球和海王星之间的一颗中等重量的系外行星的特性进行了深入分析,发现它毕竟可能是宜居的。这一发现扩大了天文学家寻找外星生命的行星范围。
这颗行星被称为 K2-18b。这听起来可能很熟悉 - 那是因为它去年成为了大新闻天文学家在其大气中发现了水蒸气。然而,当时,这颗系外行星的潜在宜居性尚不清楚。
它绕着一颗红矮星 K2-18 运行,恰好位于宜居带的中间——温度不会高到液态水会从表面蒸发,也不会冷到会完全冻结。但宜居性不仅仅需要保持适当的距离;还需要保持适当的距离。火星就是一个很好的例子。
我们也倾向于认为岩石性——作为像地球这样的行星,,和- 是适宜居住的先决条件。 K2-18b 的大小是地球的 2.6 倍,质量是地球的 8.6 倍,它可能更像是一颗迷你海王星,而不是岩石。
“在许多系外行星的大气层中都检测到了水蒸气,但即使该行星位于宜居带,也并不一定意味着其表面存在宜居条件。”天文学家 Nikku Madhusudhan 说剑桥大学的。
“为了确定宜居性的前景,重要的是要对地球的内部和大气条件有一个统一的了解,特别是大气层下是否存在液态水。”
事情是这样的。根据新的分析,即使是迷你海王星的宜居带也有可能支持生命。
问题在于,迷你海王星的宜居带预计会有一层厚厚的氢包层。在此之下,人们认为存在一个流体海洋,但实际上是一个高压海洋,具体取决于氢包层的厚度。外壳越厚,海洋就越稠密。如果它的密度足够大,那么,这意味着它无法生存(据我们所知)。
(顺便说一句,海王星上的海洋和在正常压力下应该被冻结成固体,但人们认为它们的压力是如此之高,以至于它们实际上是超临界流体。荒野。)
因此,Madhusudhan 和他的团队决定仔细观察 K2-18b,看看根据我们的观察,这颗系外行星上的海洋是否会达到那些不适宜居住的海洋压力水平。
他们利用现有的行星观测结果,包括其大气特性、大小和质量,来推断和限制大气的成分和结构。然后,这些发现被用来通过数值建模和统计方法来约束系外行星的内部结构和热力学特性。
他们发现大气中富含氢,含水量在 0.02% 到 14.8% 之间(地球大气中的水含量在 0% 到 5% 之间)。还有少量的甲烷和氨,它们可以通过生物和非生物过程产生。研究人员表示,现阶段两者都不能排除。
然后,这些信息被应用于各种行星模型,以找出最适合数据的模型。他们发现,能够解释所观察到的行星特性的最大氢含量约为其质量的 6%,尽管大多数溶液中的氢含量要少得多。
“我们想知道氢包层的厚度——氢的深度有多深,”天文学家马修·尼克松说剑桥大学的。 “虽然这是一个有多种解决方案的问题,但我们已经证明,你不需要太多的氢来解释所有的观察结果。”
氢的最小含量约为地球质量的百万分之一——与地球上发现的比例相似。有些场景允许在适宜居住的压力下存在液态海洋。
这并不是 K2-18b 绝对适合居住的决定性证据,但它确实证明了像它这样的系外行星可能适合居住。这意味着我们不必将寻找宜居世界的范围局限于宜居带岩石行星。它开启了一个全新的外星世界游戏。
“未来的观测,例如詹姆斯·韦伯太空望远镜,将有可能完善我们的发现,”研究人员在论文中写道。
“我们认为,像 K2-18b 这样的行星确实有可能接近宜居条件,并且寻找生物特征不一定局限于较小的岩石行星。”
该研究发表于天体物理学杂志通讯。