北京時間9月23日消息，據(jù)國外媒體報道，科學(xué)家首次在一顆系外行星的大氣層中發(fā)現(xiàn)了水蒸氣信號，這是尋找可居住外星球的重大突破。這個“超級地球”距離我們的地球約110光年。據(jù)估計，該行星的體積是地球的兩倍，質(zhì)量是地球的8倍。

倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員發(fā)布了一張電腦生成的圖片，向人們展示了這顆可能適合居住的行星的樣子

英國倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家稱，這顆名為K2-18b的系外行星可能具有與地球大氣性質(zhì)類似的大氣層，以及適合生物生存的溫度范圍。K2-18b圍繞著獅子座中的紅矮星K2-18運行，與母恒星的距離比地球離太陽的距離還要近，意味著它的一年更短，33天就能公轉(zhuǎn)一圈，而地球需要365天。

2015年，美國國家航空航天局(NASA)的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)了這顆系外行星。目前的設(shè)備只能確定基本的特征，如它與地球的距離，質(zhì)量和表面溫度等。倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家開發(fā)了先進(jìn)的工具，通過對哈勃太空望遠(yuǎn)鏡2016年和2017年的存檔數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)了K2-18b大氣層中獨特的水蒸氣分子特征，同時也表明其大氣中存在氫和氦。

K2-18b離地球太遠(yuǎn)了，天文學(xué)家無法直接觀測到，但他們可以觀察K2-18b圍繞母恒星(稱為K2-18)運行時，恒星光線穿過行星大氣層的情況。該研究的作者安杰洛斯·齊阿拉斯(Angelos Tsiaras)博士說：“這是我們所知道的，太陽系外唯一溫度、大氣和水都合適的行星。”

這顆行星大氣層中存在的水蒸氣表明，它很可能是一顆巖石行星，也可能是一個含有大量水的冰冷世界。大多數(shù)像這樣的系外行星都是氣態(tài)巨行星，類似木星和土星。因此，K2-18b為研究人員提供了一個寶貴的機會，可以研究體積更小的巖石或冰態(tài)行星。

“當(dāng)然，K2-18b并不是第二個地球，”齊阿拉斯博士補充道，“因為它是一個更大的行星，有著不同的大氣組成。它圍繞著一顆完全不同的恒星運行，所以看起來不像地球。尋找可居住的行星非常令人興奮，但我們要時常提醒自己，這里(地球)是我們唯一的家園，如果我們能去其他行星旅行，或許就會發(fā)現(xiàn)(移居)是不可能的。”

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)花費了超過70億美元，被認(rèn)為是環(huán)繞軌道運行的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的繼任者

盡管K2-18b位于母恒星周圍的適居帶內(nèi)，但科學(xué)家表示，目前還沒有辦法確定這顆行星是否存在生命跡象?？紤]到紅矮星K2-18的活動，該行星可能暴露在比地球更多的高能輻射中。K2-18b的質(zhì)量約為地球的8倍，因此其表面的重力要比地球表面的重力大得多。研究人員將繼續(xù)監(jiān)測這顆行星，以證實他們的理論，即該行星有能力維持生命。不過，他們不能確定這顆行星上到底有多少水。研究人員表示，K2-18b上的水含量可能低至0.01%，也可能高達(dá)50%。相比之下，大約71%的地球表面被水覆蓋。

該研究的合著者英戈·瓦爾德曼(Ingo Waldmann)博士說：“我們不知道K2-18b有多少水，但這些模型清楚地顯示，那里存在大氣層和水。”此外，研究人員還認(rèn)為，K2-18b可能存在其他分子，包括氮和甲烷，但目前仍無法進(jìn)行探測，需要進(jìn)一步研究來估計其云層覆蓋范圍和大氣中水蒸氣的百分比。

K2-18b是開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的數(shù)百個“超級地球”(質(zhì)量介于地球和海王星之間的系外行星)之一。研究人員花了一年多的時間分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)表在近期的《自然-天文學(xué)》(Nature Astronomy)雜志上。他們還表示，很可能還存在類似K2-18b的系外行星。他們希望新的技術(shù)，比如將于2021年3月發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，能夠更詳細(xì)地描述系外行星的大氣層特征，并解開太陽系之外的更多秘密。無論如何，這一發(fā)現(xiàn)使K2-18b成為未來天文研究中最有趣的目標(biāo)之一。

適居帶

適居帶是指在一個行星系(圍繞某恒星公轉(zhuǎn)的各種天體的集合)中，可以支持行星存在液態(tài)水的軌道范圍。適居帶也被稱為“古迪洛克帶”(Goldilocks Zone)，取自兒童童話故事中一個名為古迪洛克的女孩，她喜歡“既不太冷又不太熱”的粥。

想要讓液態(tài)水存在于行星表面，來自恒星的溫度就必須“恰到好處”。適居帶的邊界至關(guān)重要。如果一顆行星離母恒星太近，就會產(chǎn)生失控的溫室氣體效應(yīng)，就像金星那樣，完全不適合居住。但如果距離太遠(yuǎn)，水就會結(jié)冰，就像在火星上看到的情況。

自1953年首次提出這一概念以來，許多恒星都被證明存在一個適居帶，其中一些恒星在這一區(qū)域有一顆或幾顆行星，比如2014年發(fā)現(xiàn)的“開普勒-186f”(Kepler-186f)。

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡

研究人員希望，諸如將于2021年3月發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等新技術(shù)將能夠解開太陽系之外的更多秘密

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡被稱為“時間機器”，可以幫助揭開我們宇宙的秘密。它將用于觀測135億年前早期宇宙中誕生的第一批星系，并探索恒星、系外行星，甚至我們太陽系中各個衛(wèi)星和行星的起源。

美國國家航空航天局(NASA)官員表示，該計劃的花費可能將超過國會設(shè)定的80億美元的上限。目前，NASA已經(jīng)投入了70億美元。

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡及其裝載的大多數(shù)儀器的工作溫度大約是40k(零下233攝氏度)。按照計劃，它將于2021年發(fā)射，屆時將成為世界上體積最大、功能最強大的望遠(yuǎn)鏡，能夠觀測到大爆炸后2億年時的宇宙微波背景輻射。

今年1月，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在約翰遜航天中心一個巨大的真空室中成功進(jìn)行了測試，證明它可以在深太空正常運作。該望遠(yuǎn)鏡還經(jīng)過了100天的低溫測試，以確保它可以在極冷的環(huán)境下工作。(任天)