哈勃望远镜窥探遥远世界的雨水

天文学家已经发现了太阳系以外行星大气中下雨的迹象。

这个发现是一个遥远的世界上罕见的水分子瞥见,这个世界比地球还大。行星名为K2-18 b,距狮子座地球距离地球34帕秒(110光年)。值得注意的是,它位于恒星周围的“可溶区”中,即液态水可能存在的距离,这使得它在富含氢的大气中有可能进入地球外。

加拿大蒙特利尔大学的行星天文学家比耶恩·本内克说:“这颗行星令人兴奋。”他是描述发现的论文的主要作者,该论文于9月10日发布在arXiv预印本服务器上。

一个竞争的科学家团队于9月11日在《自然天文学》 2中报告了他们对同一行星的分析。该论文的主要作者,伦敦大学学院(UCL)的行星天文学家Angelos Tsairas说,这一发现令人兴奋,因为该行星只是地球直径的两倍,而且对如此小的世界的大气知之甚少。

天文学家此前曾在气态巨系系外行星的大气层中发现过水,但随着行星变小,研究遥远的行星大气变得越来越困难。科学家们一直在努力研究极限,以检查比海王星小但比地球大的行星。迄今为止,这种行星在成千上万的系外行星中非常普遍。

闪烁的光

Benneke和他的同事决定研究K2-18 b,因为它处于该范围内。他们使用哈勃太空望远镜观察了这颗行星在八次不同情况下在其恒星前经过时暂时使其光线变暗的情况。

科学家分析了星光在通过行星大气层过滤时颜色的变化。他们将其与Spitzer太空望远镜的数据相结合,后者检查了更多波长的光。研究人员得出的结论是,他们看到了行星大气中的水蒸气,并且有迹象表明该蒸气正在凝结成液态水。

这是天文学家第一次在一个遥远的小世界上看到这样的水循环“从气体变为液体,然后又返回”。

撰写第二篇论文的UCL团队分析了本纳克小组的哈勃数据。收集到的意见已被立即上传到公共档案馆。

UCL研究人员针对他们所看到的内容提出了三种可能的解释,其中任何一种都有同等的可能性。在第一种情况下,行星没有云,并且其大气中20%至0%是水。在第二和第三种情况下,它们涉及大气中不同数量的云和其他分子,行星大气中包含0.01%至12.5%的水。

进一步的问题

但是,仅水的存在并不意味着行星是寻找生命的好地方,地球上最接近的邻居之一维纳斯就是一个例证。它是一颗地球大小的星球,位于恒星的宜居区域,曾经有大气中存在水蒸气-但太阳光线却剥夺了大部分水分,使地表变得贫瘠。

K2-18 b可能同样没有希望。马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所的行星天文学家汉娜·韦克福德说:“根据我们对生命的了解,很难以我们所理解的任何方式居住这个世界。”

都柏林三一学院的天体物理学家尼尔·吉布森(Neale Gibson)说,在地球大气层中寻找水仍然“非常令人兴奋”,“两个团队发现相同的结果非常令人鼓舞”。诸如詹姆斯·韦伯太空望远镜计划在2021年发射后将收集的未来观测结果,应有助于确切查明这个遥远的世界是什么样的。

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