多雨系外行星 K2-18b,可能也擁有地表液態水

作者 | 發布日期 2020 年 02 月 27 日 15:15 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


去年,科學家找到一顆跟地球一樣會下雨的系外行星「K2-18b」,質量為地球 8.6 倍,一些人認為它應該更像小版本的海王星,而不是大版本的地球。現在一篇新研究表明,雖然 K2-18b 尺寸很大,但它的大氣層不一定很厚,含水的優勢更讓這顆星球具有支持生命的優勢。

系外行星 K2-18b 距離地球僅 124 光年,半徑是地球的 2.6 倍,質量為地球的 8.6 倍,最早在 2015 年由 NASA 克卜勒(Kepler)太空望遠鏡發現。K2-18b 距離母恆星非常近,公轉週期僅 33 天(地球 365 天),雖然位於適居帶內,但不一定代表星球表面環境也適合居住,首先 K2-18b 距離母恆星非常近,這代表 K2-18b 會接收到更多來自母星的輻射。

為了分析 K2-18b 是否擁有適合生物居住的環境,必須先理解行星內部條件與大氣組成,尤其是否有液態水。去年,2 個不同科學團隊各自報告在 K2-18b 的富氫大氣層中檢測到水蒸氣,使得 K2-18b 成為炙手可熱的寵兒,只不過大氣層以下的環境條件仍然未知,考慮到 K2-18b 的大尺寸,一些科學家認為它更像小版本的海王星,而不是大版本的地球。

這種「迷你海王星」的水氣層周圍會被一個氫層包覆,萬一氫層太厚,則該星球的溫度與壓力也會增加,水層將無法維持液態。令人興奮的是,由劍橋大學天文研究所 Nikku Madhusudhan 領導的團隊發表新研究,確認 K2-18b 行星的水蒸氣含量很高。

研究人員檢查現有大氣數據以及行星的質量與半徑,來確定大氣與內部的組成及結構,接著使用模型和統計學模擬行星內部,發現氫含量約佔大氣質量 6%,水氣含量則約 0.02~14.8%(地球大氣中水蒸氣含量約 0~5%),其餘化學物質如甲烷、氨含量則低於預期。

結合大氣中水蒸氣含量與溫度結果,K2-18b 行星地表有機會維持液態水。

等 NASA 詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡明年發射時,它將能窺視 K2-18b 行星的大氣,進一步了解其組成的更多訊息。新論文發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:劍橋大學

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