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系外行星K2–18 b的詹姆插圖，該行星位于其恒星的斯韋可居住區(qū)，目前已知其大氣中存在碳基分子。伯太b表北京模特包夜（電話微信156-8194-*7106）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)(圖片來源:uux.cn/美國航天局、空望歐空局、遠(yuǎn)鏡加空局、發(fā)現(xiàn)覆蓋約瑟夫·奧姆斯特德(STScI))
（神秘的系外行星地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)在一個(gè)疑似海洋世界的大氣中發(fā)現(xiàn)了碳基分子的證據(jù)。
被稱為K2-18b的海洋太陽系外行星或系外行星是天文學(xué)家尋找太陽系以外生命的誘人目標(biāo)，因?yàn)楣胀h(yuǎn)鏡之前的詹姆研究和觀察表明，這顆行星可能是斯韋一個(gè)充滿液態(tài)水的海洋或“海洋”世界，液態(tài)水是伯太b表生命的重要成分。k2–18b的空望北京模特包夜（電話微信156-8194-*7106）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)半徑比地球大兩到三倍，距離太陽系120光年。遠(yuǎn)鏡
新的發(fā)現(xiàn)覆蓋結(jié)果顯示，在K2–18b的系外行星大氣中有微量的二氧化碳和甲烷，但沒有檢測到氨，這可能表明在富含氫的大氣下有一個(gè)水海洋。
“我們的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了在尋找其他地方的生命時(shí)考慮不同宜居環(huán)境的重要性，”研究首席作者、劍橋大學(xué)科學(xué)家Nikku Madhusudhan在一份聲明中說。“傳統(tǒng)上，對系外行星生命的搜索主要集中在較小的巖石行星上，但較大的海洋世界明顯更有利于大氣觀測。”
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K2-18b的質(zhì)量約為地球的8.6倍，位于其冷恒星的可居住區(qū)——該區(qū)域既不太熱也不太冷，無法容納液態(tài)水——是一顆大小介于地球和太陽系冰巨人海王星之間的行星。這些世界被稱為“亞海王星”，不同于太陽系中的任何行星，這使得它們對天文學(xué)家來說是一個(gè)謎，天文學(xué)家目前正在討論它們大氣層的性質(zhì)。
這項(xiàng)研究應(yīng)該有助于揭開亞海王星和海洋世界的大氣和環(huán)境條件的面紗。
這是太陽系外存在生命的證明嗎？
除了發(fā)現(xiàn)碳分子，JWST的發(fā)現(xiàn)還顯示了在K2-18b的大氣中可能存在更令人興奮的東西。
太空望遠(yuǎn)鏡似乎檢測到了二甲基硫(DMS)，它在地球上只是作為生命的副產(chǎn)品產(chǎn)生的，主要由浮游植物產(chǎn)生。該團(tuán)隊(duì)對這種檢測持謹(jǐn)慎態(tài)度，這種檢測遠(yuǎn)不如碳分子的存在那么確定。Madhusudhan解釋說:“即將到來的Webb觀測應(yīng)該能夠確認(rèn)DMS是否確實(shí)以顯著水平存在于K2–18b的大氣中。”
當(dāng)涉及到推測外星生命時(shí)，這種謹(jǐn)慎的意識(shí)必須適用于K2–18b的一般發(fā)現(xiàn)。即使這顆行星有液態(tài)水海洋和含有碳分子的大氣層，這也不一定意味著它有生命，或者這顆系外行星甚至可能支持生物。
這顆行星的寬度約為地球的2.6倍，其大小意味著其內(nèi)部包含類似海王星的高壓冰，但大氣層和海洋表面更薄。這意味著這顆行星可能正在煮沸液態(tài)水，使其海洋太熱，無法容納生命。
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡如何看穿海洋世界

該圖以圖表的形式顯示了來自NIRISS和NIRSpec的系外行星K2-18 b的光譜，垂直y軸標(biāo)記為被阻擋的光量，水平軸標(biāo)記為光的波長(微米)。光譜被繪制為點(diǎn)，垂直的短垂直線穿過圖，最佳擬合模型為藍(lán)色鋸齒狀白線。有不同厚度的綠色、黃色和淺藍(lán)色垂直柱散布在圖中，表明線的變化分別代表甲烷、二氧化碳和二甲基硫化物的存在。圖表后面是行星和恒星的插圖。K2-18 b的光譜是通過韋伯的NIRISS(近紅外成像儀和無縫攝譜儀)和NIRSpec(近紅外攝譜儀)獲得的，顯示了系外行星大氣中豐富的甲烷和二氧化碳，以及可能探測到一種叫做二甲基硫(DMS)的分子。甲烷和二氧化碳的檢測以及氨的缺乏，與K2-18 b富含氫氣的大氣層下存在海洋一致。K2-18 b的質(zhì)量是地球的8.6倍，在可居住區(qū)圍繞冷矮星K2-18運(yùn)行，距離地球120光年。(圖片來源:uux.cn/美國航天局、加空局、歐空局、j·奧姆斯特德(STScI)、n·馬德蘇丹(劍橋大學(xué)))
評估像K2-18b這樣遙遠(yuǎn)世界的大氣成分并不是一件容易的事情，因?yàn)閺乃鼈兊拇髿夥瓷涞墓馀c它們的母星相比非常微弱。Madhusudhan和他的團(tuán)隊(duì)通過等待行星從JWST的角度穿過其恒星的表面，為K2–18b做了這項(xiàng)工作。這意味著其母星的光線直接穿過行星的大氣層。
化學(xué)元素和化合物吸收并發(fā)射特定和特征波長的光，這意味著當(dāng)它們在行星的大氣層中時(shí)，它們會(huì)在星光上留下獨(dú)特的“指紋”——恒星的“光譜”——當(dāng)它穿過大氣層時(shí)。
Madhusudhan解釋說:“這一結(jié)果之所以成為可能，是因?yàn)镴WST擴(kuò)展的波長范圍和前所未有的靈敏度，使得僅通過兩次凌日就能夠?qū)庾V特征進(jìn)行穩(wěn)健的檢測。”相比之下，JWST的一次凌日觀測提供了與哈勃在幾年內(nèi)進(jìn)行的八次觀測相當(dāng)?shù)木龋⑶也ㄩL范圍相對較窄
該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)反映了JWST在K2–18b兩次穿越其母星表面期間收集的數(shù)據(jù)。對這顆系外行星的更多觀測正在進(jìn)行中，但這些發(fā)現(xiàn)背后的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們迄今為止所看到的已經(jīng)證明了JWST的力量，僅一次凌日就能提供哈勃在八次類似的凌日中所能獲得的數(shù)據(jù)。
該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將繼續(xù)用JWST觀測K2–18b，特別是其中紅外儀器(MIRI)，因?yàn)樗麄冎荚隍?yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)，并收集更多關(guān)于系外行星環(huán)境條件的信息。
“我們的最終目標(biāo)是在可居住的系外行星上識(shí)別生命，這將改變我們對我們在宇宙中的位置的理解，”Madhusudhan總結(jié)道。“在這一探索中，我們的發(fā)現(xiàn)朝著更深入了解海洋世界邁出了充滿希望的一步。”
該小組的研究已被《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》接受發(fā)表。