前言

在2015年的时候,开普勒太空望远镜发现了一颗编号为K2-18b的系外行星,这颗系外行星距离地球大约120光年,2023年詹姆斯韦伯望远镜对这颗行星进行了观测,观测结果很惊讶,这颗行星很可能被海洋覆盖,并且它的大气层中具有二氧化碳及甲烷这类含碳分子,以及一种疑似生命的信号--二甲硫醚

打开网易新闻 查看更多图片

韦伯望远镜观测的光谱

K2-18b的发现

K2-18b位于狮子座方位,距离就是前面我们所说的120多光年。

这颗行星围绕着一颗红矮星运行(红矮星是与太阳不同的一类恒星,这类恒星比太阳小、表面温度低、颜色是偏红)。

太阳和红矮星的对比

那么这颗红矮星呢,天文学家将其命名为K2-18,它的质量大约为太阳的0.5倍、表面温度约为3100摄氏度。

2015年开普勒望远镜对这颗恒星进行了观测,发现了 K2-18b的存在。

打开网易新闻 查看更多图片

k2-18

开普勒望远镜是于2009年发射的一台专门寻找系外行星的望远镜,这台望远镜是我们探寻系外行星的第一台空间望远镜,可以说,我们对系外行星最初的认识,基本都是来自它的观测。

开普勒望远镜

开普勒望远镜寻找系外行星是根据凌日观测法,这种观测是依据行星凌日时恒星亮度的变化来寻找系外行星,也就是,它并不是直接的看到行星。

行星凌日

我们知道哈,宇宙的尺度都是以光年计算,加上行星小并且又很暗淡,所以要直接看到它很不容易,但但直接看到也不是没有可能。

在目前发现的5千多颗行星中,大约有1.3%的行星是来自直接成像法。

所以,直接拍到系外行星是可以的。

比如,距离地球约133光年的HR8799恒星,天文学家就直接拍到了它周围行星的身影,那是是4颗行星,这4颗行星的质量都在7倍木星之上,这样的质量可让它们产生足够的热辐射,从而被望远镜看到。

打开网易新闻 查看更多图片

HR8799恒星周围的行星

K2-18b呢,它不是直接成像看到的行星,它是依据凌日观测法发现的行星,所以我们并没有这颗行星的直接影像。

k2-18b艺术图

不过依据凌日的观测,天文学家还是得到了一些关键的信息,从而推测出,它可能是颗什么样的行星。

氢海行星

凌日观测时恒星的亮度会出现U型的光变曲线,曲线的宽度表示凌日持续的时间,深度表示亮度变化的程度,凌日持续的时间越长,表明行星运行的越慢,深度越深,表明行星的体积越大,所以根据这些信息,天文学家可以推测出行星的质量、体积以及轨道周期这些数据。

凌日观测示意

那么K2-18b天文学家计算出的数据是这样的:它的质量约为地球的8.6倍,半径约为地球的2.7倍,它每33天绕恒星旋转一周,距离宿主恒星约0.15个天文单位,很近(相比之下,地球距离太阳是1个天文单位,最内的行星水星,距离太阳也有0.4个天文单位),所以0.15个天文单位,如此的距离会不会预示着它很热呢。

K2-18b研究论文截图

K2-18b的宿主恒星是红矮星,它比太阳小温度又比太阳低,所以在这样近的距离下,它接收光照的强度差不多为1220W/m²,这和地球接收太阳光的强度几乎相当。

所以,它被定义为了一颗宜居带内的行星

不过如此近的距离,它可能已被潮汐锁定,也就是它永远一面朝着恒星,一面,则永是黑夜。

打开网易新闻 查看更多图片

K2-18b示意

k2-18b位于宜居带内,这说明它的表面可以存在液态的水,不过计算它的密度,你会知晓,它表面的水,可能很庞大。

根据K2-18b的质量和体积数据,天文学家计算出它的密度大概是2.4克cm³,地球的密度是为5.5克cm³,所以它的密度要比地球这类岩质的行星低,但又比像海王星这样的气态行星大,这样的密度暗示着它与太阳系中的任何行星都不同,它可能是一种全新种类的行星,天文学家为这种行星起名为--氢海行星,氢和海洋的组合,意思就是,这类行星具有富含氢的大气层和全球性的海洋。

K2-18b大小示意

但事实是不是这样呢?

光谱观测

2019年的时候哈勃望远镜观测了K2-18b的光谱,光谱是天文学家探索宇宙的重要武器,根据光谱,他们可以了解遥远天体的元素组成。

那么2019年,天文学家在哈勃拍摄的光谱中解析出了水蒸气的存在,这让天文学家很兴奋,不过至于其它的数据,哈勃的拍摄并没显示出来,因为毕竟观测能力有限。

k2-18b光谱中监测到水蒸气的存在

2021年韦伯望远镜升空,这让天文学家有了一件利器,他们可以利用韦伯再次观测K2+18b。

2023年他们对K2-18b进行了观测,9月的时候公布了观测结果。

结果是显示,天文学家在韦伯的光谱中检测到二氧化碳和甲烷的信号,以及氨短缺的现象,氨易溶于水,这样的结果与大气之下存在海洋的假设一致。

所以k2-18b的表面或许真如天文学家认为的那样,拥有汪洋的大海。

韦伯观测到的光谱

这次韦伯的观测还有一个意外的发现,一个疑似二甲硫醚的信号。

二甲硫醚在地球是由海洋中的浮游生物所排放,所以它是一种生命的象征,那么在地球之外监测到这种信号,很可能与生命有关。

不过这个信号在这次观测中并不是很明显,需要进一步的确认。

就看之后能不能确认这个信号了。

这就是对K2-18b的简单介绍了。

【点击主页查看更多宇宙探索】