K2-18 b：宜居带中独特的海王星下层

K2-18 b 是一颗系外行星，围绕一颗名为 K2-18 的红矮星运行，距离地球约 120 光年。 K2-18 b 被归类为海西亚世界，被海洋覆盖并被富氢大气包围。

这颗行星最初于 2015 年作为开普勒太空望远镜计划的一部分被发现，其质量是地球的 8.6 倍，大约需要 33 天才能绕其恒星运行一周。

它属于一个被称为“亚海王星”的独特类别，它挑战了我们对天体的理解。

K2-18 b 位于其恒星的宜居带，是孕育生命的主要候选者，为液态水提供了理想的条件。

什么是亚海王星行星？

亚海王星行星是一类系外行星，其大小或质量大于地球，但小于海王星。

  • 这些行星具有气体成分和岩石核心，类似于海王星。
  • 它们是银河系中最常见的行星类型，但在我们的太阳系中找不到。
  • “半径悬崖”一词用于区分半径小于地球半径 3 倍的亚海王星和半径更大的海王星。
  • 在其形成过程中，亚海王星的大气层可以通过迫使氢进入岩浆海洋而达到阻碍半径增长的压力。
  • 一旦岩浆海洋饱和，半径就会继续增长。

碳基分子：二甲硫醚 (DMS)

NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了 K2-18 b 大气中存在甲烷和二氧化碳。这些碳基分子引起了天文学家和天体生物学家的兴奋。研究结果表明，这颗行星拥有能够支持生命的大气层，并暗示富含氢的大气层下方存在水海洋。

二甲硫醚 (DMS) 之谜

在地球上，DMS 通常由生物体产生，特别是在海洋环境中，例如浮游植物。

虽然这一发现提出了令人兴奋的可能性，但重要的是要注意它仍然被标记为“可能”并且需要进一步确认。

也就是说，鉴于我们对基于地球生命的 DMS 的了解，这种分子在有海洋的系外行星上的存在是一个非常令人兴奋的前景！

观察技术

他们是如何找到 DMS 的？詹姆斯·韦伯太空望远镜通过分析 K2-18 b 凌日穿过其主恒星时穿过其大气层的光线来对 K2-18 b 进行观测。

由于韦伯扩大了波长范围和提高了灵敏度，该望远镜只需两次凌日即可进行精确的光谱观测，这一壮举超越了哈勃太空望远镜的能力。

化学成分和居住性

甲烷和二氧化碳的存在以及氨的缺乏，证实了 K2-18 b 大气层下方可能存在水海洋的观点。

然而，由于其巨大的体积、高压的冰幔以及海洋的潜在温度，该行星的宜居性仍然不确定。

尽管位于宜居带，但这些因素使得 K2-18 b 的条件变得复杂，并不完全适合我们所知的生命。

持续观察和启示

JWST 对 K2-18 b 的持续观测旨在识别宜居系外行星上的生命，这可能会彻底改变我们对宇宙的理解。

计划从现在起一年内进行后续观测，以验证 DMS 和其他分子的存在，这可以证实或反驳外星生命的存在。

结论

詹姆斯·韦伯太空望远镜最近的发现引起了科学界的热烈关注。虽然现在确认外星生命的存在还为时过早，但 K2-18 b 的发现提供了有希望的线索。

当我们等待进一步的观测时，有一件事是明确的：对宇宙和地球以外生命潜力的探索已经进入了令人兴奋的新篇章。