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2019年9月10日，一项研究宣布在K2-18 b行星上发现了水蒸气，以及潜在的云和雨。

这颗遥远的行星(距离地球大约110光年远)早在2015年的时候就已经被美国宇航局的开普勒太空望远镜发现，它的大小是地球的两倍，质量是地球的八倍，它围绕着一颗红矮星运行，并处于宜居带内(宜居带是指液态水在行星表面能够稳定存在的距离范围)。

在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上发表这项研究的科学家们使用了哈勃太空望远镜在2016年和2017年的观测数据(由另一个团队收集)，确定了这颗系外行星的大气中含有水蒸气。迄今为止，K2-18 b是人类在大气中发现水蒸气的最小的系外行星。

外星生命的可能性?

研究人员强调，我们对系外行星K2-18 b并不是太了解。他们说，这颗系外行星可能是一个有着巨大大气层的岩石世界，也有可能是一个大部分或全部都被水覆盖的“水世界”。

伦敦大学学院(UCL)物理与天文系的首席研究员安杰洛斯·齐亚拉斯(Angelos Tsiaras )表示，尽管如此，据我们所知，K2-18 b仍然是最有可能孕育我们已知生命形式的行星之一。它是一颗位于宜居带内的相对较小的行星，并且有水存在的证据，这些事实“使这个行星成为最适合我们目前已知生命形式居住的地方，”他说。

研究人员使用了一种被称为凌日光谱学的技术来研究哈勃的数据，分析了K2-18 b的凌日现象(它在经过母恒星时的运动)。他们发现，当这颗行星凌日时，“部分恒星的光会通过行星的大气层，”Tsiaras说，“这颗行星的大气层会在光线上留下它的特征……我们试图观察到的就是这些特征。”

研究小组分析了这颗行星凌日的数据，确定了K2-18 b的大气层可能含有0.01%到50%的水，而且可能还有大量的氢。

水的范围跨度这么大是因为通过哈勃的观测，研究人员只能识别水的特征，也就是利用凌日光谱观察到水的“指纹”;他们无法判断那里有多少水，研究人员、伦敦大学学院天体物理学教授吉奥瓦娜·蒂内蒂(Giovanna Tinetti)在9月10日的一场新闻发布会上说道。

蒂内蒂说：“水的特征非常明显，即使只有一点点水，你也能立刻看到它的特征。”因此，研究小组只知道这颗行星的大气中有水，但水的含量仍然未知。

大气中的水蒸气

到目前为止，研究人员已经确定，这颗系外行星的大气中存在一定数量的水，可能还有氢。他们也知道了这颗寒冷行星的大小和质量，K2-18 b的重力比地球的重力要强得多(因为它的质量更大)，K2-18 b的公转周期是33个地球日，所以K2-18 b上的一年相当于地球的一个月。除此之外，和K2-18 b一样绕着一颗红矮星运行的，还有另一颗较小的系外行星K2-18 c。

由于这颗系外行星围绕红矮星运行，所以，如果你在这颗系外行星的表面的话，你会看到一颗红色的恒星，而不是我们地球的橘红色太阳。

这一发现引发了一系列关于这颗系外行星及其大气层的新问题。根据这项研究，这颗系外行星有着三种具有相同可能性的大气模式。

K2-18 b系外行星的可能性

这些研究人员描述的第一种可能性是只包含水和氢氦的无云大气。第二种可能性是一种含有水、氢、氦和分子氮的无云大气。第三种是可能充满了水和氢氦的云层大气。

这项新研究的其中一个作者，英戈·瓦尔德曼(Ingo Waldmann)在新闻发布会上说，“从统计数据来看，这三种情况的可能性是相同的，真实情况可能就在这三者之间，”他补充道。

目前，研究人员很难通过地面设施进一步研究这颗行星及其大气层。“在有水的大气层中观察其他有水的大气层是非常困难的，”同样在伦敦大学学院工作的瓦尔德曼谈到试图通过地球大气层观察K2-18 b时说。

对于这颗系外行星，人们对它，以及它的大气层、潜在宜居性都有着很多问题，但研究人员认为，在NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)于2021年发射升空之后，他们或许能够回答其中一些问题。

“这是朝着正确方向迈出的一步，”麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)行星科学、物理学和航空航天工程学教授萨拉·西格尔(Sara Seager)说，“我们正在试图了解最常见的行星类型是什么，它是由什么组成的?它是一颗带着这个巨大大气层的岩石行星吗?”

西格尔在谈到超级地球时说：“我们的太阳系中没有这样的行星，但它们在宇宙中却非常普遍。”她补充说：“我们希望在这颗行星上获得更好的数据……即将投入使用的詹姆斯·韦伯太空望远镜可以观察更广泛的光谱范围，并进行更详细的观测。”