20190912 NASA 哈伯太空望遠鏡首次在適居帶的系外行星上發現水蒸氣

2019/11/29 139 天文探索 , 太空望遠鏡 , ,

它的大小和表面引力比地球大得多,輻射環境可能充滿敵意,但一個名為 K2-18b 的遙遠星球吸引了全世界科學家的興趣。研究人員首次發現了位於太陽系之外行星大氣中有水蒸氣的特徵,該星球位於恆星系統的「適居帶」,即恆星周圍液態水可積聚在岩石行星表面的區域。

英國倫敦大學學院空間外化學數據中心(the Center for Space Exochemistry Data at the University College London in the United Kingdom)的天文學家使用來自美國國家航空暨太空總署(NASA)哈伯太空望遠鏡的數據在 K2-18b 大氣中尋找水蒸氣,K2-18b 是一顆離太陽約 110 光年外獅子座的紅矮星 K2-18 周圍的系外行星。如果得到進一步研究的證實,這將是已知唯一在大氣中存在水分並且能夠在岩石表面上維持液態水的溫度的系外行星。液態水只在行星原來就擁有自然陸地才可能存在的,而不是像一顆小版本的海王星。

鑑於其紅矮星的活躍程度,K2-18b 可能比地球對生命來說更具敵意,因為它可能會暴露於更高能量的輻射下。這顆行星是由 NASA 的克卜勒太空望遠鏡於 2015 年發現的,其質量也比地球大八倍。這意味著該星球上的表面重力將大大高於我們星球(地球)上的表面重力。


▲ 藝術家概念圖有該系統的宿主恆星與其伴隨行星中的 K2-18b 行星。 K2-18b 現在是已知唯一能同時容納水且溫度可維持生命的超級地球系外行星。UCL 研究人員使用了 NASA/ESA 哈伯太空望遠鏡捕捉了 2016 年和 2017 年的存檔數據,並開發了開源演算法來分析透過 K2-18b 大氣層過濾的星光。結果顯示了水蒸氣的分子特徵,也表明了行星大氣中氫和氦的存在。(圖片來源:ESA/Hubble, M. Kornmesser)


▲ 影片欣賞《Hubble Finds Water Vapor On Distant Exoplanet》,中譯為「哈伯發現遙遠的系外行星上有水蒸氣」,根據哈伯太空望遠鏡的數據,在該恆星適居帶的行星大氣層中內已檢測到水蒸氣。 K2-18b 是地球質量的八倍,是唯一已知太陽以外在恆星外繞其運行行星(或稱「系外行星」)的水和溫度都能維持生命的。

該論文的作者發表在《Nature Astronomy》上,認為可能存在其他分子,包括氮和甲烷,但根據目前的觀察仍然無法檢測到。需要做進一步的研究來估計雲的覆蓋率和存在大氣水的百分比。來自不同科學家團隊的使用哈伯太空望遠鏡觀測的論文已提交給《Astronomical Journal》。

K2-18b是克卜勒太空望遠鏡發現的數百個「超級地球」(質量介於地球和海王星之間的系外行星)之一。 NASA 的 TESS 任務有望在未來幾年內發現數百個超級地球。 下一代太空望遠鏡,包括詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,將能夠更詳細地描述系外行星的大氣。

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