（欧空局/哈勃，M. Kornmesser）
在距离地球仅 111 光年的一颗系外行星的大气层中，天文学家刚刚有了一个非常令人兴奋的发现：他们检测到了水。
K2-18b 的大气中多达 50% 可能是水蒸气。 但与其他已检测到大气水的巨型系外行星不同，K2-18b 是一颗超级地球。 它可能是岩石的，就像地球一样，和。
这一发现不仅可以帮助我们了解一般宜居带系外行星的大气层，还可以帮助我们了解围绕红矮星近距离运行的宜居带岩石系外行星的大气层。
伦敦大学学院的天文学家安杰洛斯·齐亚拉斯 (Angelos Tsiaras) 表示：“在地球以外的潜在宜居世界中找到水是非常令人兴奋的。”
“K2-18b 不是‘地球 2.0’，因为它的重量明显更重，并且具有不同的大气成分。然而，它让我们更接近回答这个基本问题：地球是独一无二的吗？”
K2-18b 于 2015 年被发现，它是一颗很难确定的系外行星。 我们知道它绕着一颗名为“红矮星”的红矮星运行K2-18非常接近，每 33 天完成一次循环。 此外，该行星的恒星辐射水平是与地球相似（红矮星典型的高耀斑活动除外）。
这是因为这个 33 天的轨道正好位于恒星宜居带的中间——温度不会太热，液态水会从表面蒸发，也不会太冷，会完全冻结。
我们还知道，这颗行星的大小约为地球的两倍，质量约为地球的八倍。 天文学家甚至将行星的范围缩小到两种可能的类型。2017年，一个团队确定它可能是一颗有大气层的岩石行星——像地球一样，但更大——也可能是一颗内部主要由水组成、覆盖着厚厚的冰壳的行星，比如土卫二或木卫二。
新研究表明 K2-18b 确实有大气层。
这颗行星被开普勒望远镜探测到（安息吧），通过凌日法探测行星。 这时恒星系统正好对齐，行星可以从我们和它的恒星之间经过（称为凌日），从而导致恒星的光线明显变暗。
这种凌日还可以帮助我们研究行星的大气层。 当恒星的光穿过时，某些波长可以被吸收通过特定的气体，在光谱上产生谱线。 当您将恒星的光谱轮廓与凌日的光谱轮廓进行比较时，可以挑选出这些。
但这并不容易。 即使一开始探测行星也需要高度灵敏的仪器来探测星光的微弱变化。 光谱吸收线也非常微弱。
Tsiaras 和他的团队使用WFC3仪器在哈勃太空望远镜上。 他们对行星在恒星前面的八次凌日进行了成像，并将它们组合起来产生加权平均值，从而创建了行星的光谱轮廓。
接下来，是时候通过建模来找出光谱轮廓告诉他们什么了。 最初，他们运行了 K2-18b 大气模型，其中包含一系列可以产生吸收线的大气分子，包括水 (H2O)、一氧化碳 (CO)、二氧化碳 (CO)2), 甲烷 (CH4）和氨（NH3）。
在行星的光谱中，只有水可以被可靠地检测到，因此研究小组修改了他们的分析，仅使用水作为痕量气体。
然后，他们使用三种不同的方法对大气进行建模：无云，氢氦大气中有水蒸气； 无云，有水蒸气、氢氦和分子氮； 浑浊，有水蒸气和氢氦。
所有三个模拟都产生了气氛处于高置信度水平，价值观如此相似，以至于无法完全区分这三种潜在类型。
根据目前的信息，不可能限制水的丰度； 但模型表明，地球大气层的 20% 到 50% 可能是水蒸气。 以供参考，地球的大气层变化很大水蒸气含量在 0% 到 5% 之间（或按质量计总体平均值为 0.25%）。 所以 K2-18b 将是一个非常潮湿的地方。
也不能排除甲烷和氨的存在，因为 WFC3 不覆盖它们的波长。
所有这些都为下一代更宽波长仪器提供了一个非常令人信服的理由——例如詹姆斯·韦伯太空望远镜和大气遥感红外系外行星大型- 沿着行星的方向。
“尽管晚型恒星周围的温带行星的宜居性问题是一个正在积极讨论的话题，而真正的进展需要大幅改善观测限制，”研究人员在论文中写道，“这里提出的分析提供了对宜居带系外行星分子特征的首次直接观察，将这些理论研究与观察结果联系起来。”
该研究发表于自然天文学。
