天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆系外行星可能是可居住的兩倍以上，這為尋找比地球大但小于海王星的行星打開(kāi)了尋找生命的大門(mén)。

劍橋大學(xué)的一個(gè)研究小組使用了系外行星K2-18b的質(zhì)量，半徑和大氣數(shù)據(jù)，并確定了該行星有可能在其富氫大氣下的適宜居住條件下容納液態(tài)水。結(jié)果發(fā)表在“天體物理學(xué)快報(bào)”中。

該系外行星K2-18b，124光年遠(yuǎn)，是2.6倍的半徑和地球的8.6倍，質(zhì)量和可居住區(qū)，那里的溫度可能使液體中的軌道它的恒星水存在。由于兩個(gè)不同的團(tuán)隊(duì)報(bào)告說(shuō)，在其富氫大氣層中檢測(cè)到水蒸氣，因此該行星成為2019年秋季媒體大量報(bào)道的主題。然而，大氣層的范圍和內(nèi)部?jī)?nèi)部條件仍然未知。

劍橋大學(xué)自然研究所的Nikku Madhusudhan博士說(shuō)：“已經(jīng)在許多系外行星的大氣層中檢測(cè)到水蒸氣，但是即使行星處于宜居區(qū)域，也不一定意味著表面存在宜居環(huán)境。”領(lǐng)導(dǎo)新研究的天文學(xué)。“為了確定宜居性的前景，重要的是要對(duì)行星的內(nèi)部和大氣條件，尤其是液態(tài)水是否可以存在于大氣層之下，有一個(gè)統(tǒng)一的了解。”

考慮到K2-18b的大尺寸，有人建議說(shuō)它更像是小版本的海王星，而不是大版本的地球。預(yù)計(jì)“迷你海王星”會(huì)在高壓水層周?chē)幸粋€(gè)顯著的氫“包絡(luò)”，其核心是巖石和鐵。如果氫包膜太厚，則下面的水層表面的溫度和壓力將太大而無(wú)法維持壽命。

現(xiàn)在，Madhusudhan和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)表明，盡管K2-18b的尺寸很大，但其氫層不一定太厚，水層可能具有維持生命的適當(dāng)條件。他們使用現(xiàn)有的大氣觀測(cè)以及質(zhì)量和半徑來(lái)確定大氣和內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，并使用詳細(xì)的數(shù)值模型和統(tǒng)計(jì)方法來(lái)解釋數(shù)據(jù)。

研究人員證實(shí)，大氣中富含氫氣，并帶有大量的水蒸氣。他們還發(fā)現(xiàn)，甲烷和氨氣等其他化學(xué)物質(zhì)的含量低于這種氣氛的預(yù)期水平。這些水平是否可以歸因于生物學(xué)過(guò)程還有待觀察。

然后，研究小組將大氣屬性用作行星內(nèi)部模型的邊界條件。他們探索了各種各樣的模型，這些模型可以解釋大氣特性以及行星的質(zhì)量和半徑。這使他們能夠獲得內(nèi)部可能條件的范圍，包括氫氣包層的范圍以及水層中的溫度和壓力。

合著者馬修·尼克松(Matthew Nixon)說(shuō)：“我們想知道氫包膜的厚度-氫能走多深。”天文學(xué)研究所的學(xué)生。“盡管這是一個(gè)涉及多種解決方案的問(wèn)題，但我們已經(jīng)證明您不需要太多的氫就可以一起解釋所有觀測(cè)結(jié)果。”