所謂的「超級地球」,其實並不是指各方面條件都比地球更優越的星球,而是指那些比地球更大的類地行星。實際上,這樣的星球在宇宙中並不罕見,在已被確認的5000多顆系外行星之中,超級地球就有1500多顆,而「K2-18b」就是其中之一。
「K2-18b」是一顆在獅子座方向發現的超級地球,其質量約為地球的8.63倍,半徑約為地球的2.61倍,它圍繞著一顆名為「K2-18」的恆星公轉,軌道半長軸約為0.16個天文單位。
觀測數據表明,「K2-18」是一顆質量相對較大的紅矮星,距離我們大約124.3光年,其質量和半徑分別約為太陽的0.495和0.469倍,光度大約為太陽2.3%,所以雖然「K2-18b」與主恆星的距離比地球與太陽的距離近得多,但它卻也像地球一樣,運行在其主恆星的「宜居帶」之中,而這也就意味著,那裡可能會存在外星生命。
早在2019年的時候,科學家就通過來自開普勒望遠鏡、斯皮策望遠鏡和哈勃望遠鏡的觀測數據發現,在「K2-18b」的大氣層中,存在著大量的水蒸氣,但由於觀測水平的限制,相關的研究卻遲遲沒有更大的進展。
2021年底,韋伯望遠鏡順利發射升空,其主要科學任務之一,就是以前所未有的精度探測系外行星上可能存在的生命痕跡,所以「K2-18b」當然也被列入它的「觀測名單」,不過由於觀測任務的安排,直到2023年,韋伯望遠鏡才對「K2-18b」正式展開觀測。
引人注目的是,在對來自韋伯望遠鏡的觀測數據進行仔細研究之後,科學家發現,「K2-18b」的表面很可能存在大量液態水,甚至還有疑似生命活動的跡象。下面我們來看看這具體是怎麼回事。
「K2-18b」是通過「凌日法」發現的,簡單來講就是,在我們看來,當一顆系外行星在其主恆星的「前面」經過時,會造成其主恆星發出的光線出現一定的變化,通過對這種現象的觀測和分析,我們就可以知道它的存在。
在觀測精度足夠高,並且觀測位置合適的情況下,利用「凌日法」還可以探測系外行星的大氣成分,因為在系外行星的「凌日」過程中,其主恆星的一少部分光線會穿過它的大氣層,進而形成透射光譜。
實際上,在此次觀測中,韋伯望遠鏡就成功地獲取到了「K2-18b」詳細的透射光譜,進而幫助科學家直觀地了解到了這顆超級地球的大氣成分。
科學家發現,「K2-18b」的大氣中存在著大量的甲烷和二氧化碳,奇怪的是,從理論上來講,這樣的行星大氣中應該存在大量的氨氣,但實際上,「K2-18b」的大氣中並沒有檢測到這種氣體。
為什麼會這樣呢?科學家認為,由於氨氣極易溶於水,在此基礎上,再加上「K2-18b」的大氣中存在著大量的水蒸氣,因此一個最合理的解釋就是,在「K2-18b」的表面,存在著由大量液態水構成的海洋,這使得其大氣中的氨氣基本上都溶解在海洋之中。
(地球和「K2-18b」的大致比例)
在一顆位於「宜居帶」的超級地球上,存在著大片的海洋,這樣的情形就已經令人浮想聯翩了,但這還沒完,因為科學家還在「K2-18b」的大氣中發現了一種特殊的物質——二甲基硫醚(DMS)。
相信去過海邊的朋友都知道,海洋有一種獨特的略帶腥味的氣息,實際上,這種氣息正是來自於二甲基硫醚。
簡單來講,二甲基硫醚是一種有機化合物,其化學式為C2H6S。儘管二甲基硫醚在地球上並不罕見,但根據已知的研究,在地球上的自然界裡,它們只可能通過生命活動產生,而地球海洋里的浮游生物,則是這種物質的「主要貢獻者」。
那麼,在「K2-18b」的大氣中發現二甲基硫醚,是否就意味著,我們一直在尋找的外星生命終於現身了呢?
對此,科學家表示,由於此次檢測到二甲基硫醚的結果並不能保證100%的準確度,因此就目前的情況來看,我們還只能說這是一種疑似生命活動的跡象,不過在未來的日子裡,韋伯望遠鏡還將對「K2-18b」展開下一輪的觀測,相關的研究也一直在進行之中。不得不說,這實在是令人期待,你覺得呢?