外星人近在咫尺?天文學大發現:一顆大氣層含水的適居星球就在111光年外!

2019-09-13 08:10

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倫敦大學學院最新發現,系外行星「K2-18b」大氣層含有水分,也是史上首度發現含水的宜居星球。(AP)

倫敦大學學院最新發現,系外行星「K2-18b」大氣層含有水分,也是史上首度發現含水的宜居星球。(AP)

除了地球之外,太空還有其他生命嗎?這個問題驅動世世代代的天文學家,尋找可能孕育生命的星球。倫敦大學學院近日證實,發現一顆大氣層具有水蒸氣的行星,也是天文史上第一顆有水的適居星球!

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倫敦大學學院(UCL)11日在《自然天文學》(Nature Astronomy)發表最新研究,研究團隊在距離地球111光年的獅子座星群「適居帶」(Goldilocks zone)中,發現一顆名為「K2-18b」行星的大氣層含有水分,很可能存在有機生命體。

UCL天文學家茨亞拉說(Angelos Tsiaras):「這是第一個適合居住而且已知有水的星球,也是人類所知最適合生存的星球。」

「適居帶」是指環繞恆星、溫度介於攝氏0度至40度,適合液態水存在的範圍。《衛報》(The Guardian)也報導,「K2-18b」是在2015年由美國航空暨太空總署(NASA)克卜勒太空望遠鏡(Kepler)發現的系外行星之一。隨著太空望遠鏡等技術飛躍,天文界已發現超過4000顆不屬於太陽系的「系外行星」(extroplanet),其中有十多顆位於適居帶,可能都是外星生命的所在地。

「這讓我們離終極問題的答案更近一步:地球究竟是不是唯一具有生命的星球?」茨亞拉說。

一年只有33天的超級地球

「K2-18b」距離地球約111光年,體積約地球2倍,質量則是地球的8倍。因為體積比地球大,又被天文學家暱稱為「超級地球」(super-earth)。這顆行星可能是類地行星,但也可能是一顆「海洋星球」,表面完全被液態水覆蓋,最上面有一層冰殼,沒有任何陸地或島嶼。目前已知唯一一個海洋星球是木衛二(Europa)。

K2-18b環繞著一顆約只有太陽一半大的紅矮星公轉。紅矮星溫度比太陽低很多,再加上它距離這顆恆星只有約225萬公里(地球距離太陽約1.5億公里),因此平均溫度約攝氏10度左右,液態水和生命都可以存在。也因為距離很近,K2-18b的公轉軌道很短,「一年」約等於地球33天。

UCL團隊在2016年至2017年間使用哈伯望遠鏡(Hubble)觀察K2-18b,分析從8種角度擷取的紅矮星光芒測量值。當K2-18b繞行至地球與這顆紅矮星中間,穿過大氣層的光芒波長被水氣影響而縮短,證明上面存在水蒸氣。

科學家還不確定其大氣層水氣含量,但電腦模擬顯示從0.01%至50%都有可能。地球大氣層的水氣含量約為0.2%(兩極上空)到4%(赤道上空)。

重力太強人類無法站立

根據研究報告,K2-18b的大氣也有氫氣和氦氣。可惜的是,目前所有相機技術都無法拍攝到K2-18b的星球表面,無法進一步探測上面的物質;而且距離太過遙遠,無法派出探測器實地探勘。只能由太空望遠鏡觀察大氣層物質,繼續尋找氮、甲烷等組成有機物的必要元素。

另一方面,因為K2-18b質量太大,人類站上去的瞬間可能會被重力拖垮,即使能夠降落在上面,也沒辦法施展「月球漫步」。報告指出,擁有平均體重的人類,在這顆星球上可能重達500公斤。此外,因為太靠近恆星,強烈紫外線也可能導致癌病變。

「這裡還不能當成度假目的地啦,」研究團隊成員瓦德曼(Ingo Waldmann)開玩笑說。

克卜勒太空望遠鏡(Wikipedia/ Public Domain)
克卜勒太空望遠鏡(Wikipedia/ Public Domain)

天文學界目前十分期待,未來可以繼續探測更多像K2-18b一樣含水的系外行星。NASA將在2021年發射替代「韋伯太空望遠鏡」(James Webb Space Telescope),歐洲太空總署(ESA)也預計在2028年啟動「外行星大氣紅外遙感大數據調查」(Ariel Mission),將帶回更多關於系外行星與太空生命跡象的線索。

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