尋找新的「超級地球」？科學家在系外行星大氣中發現水

華報總匯消息：英國科學家首次在太陽系外一顆行星的大氣層中發現了水。據英國廣播公司BBC報道，倫敦大學學院(University College London)的研究人員近日表示，他們在距地球110光年的一顆行星的空氣中發現了水蒸氣，這顆行星的溫度也適宜生命生存。

K2-18b距離地球大約有111光年之遙，就人類目前的技術還無法向其發射探測器。倫敦大學學院的沃爾德曼博士（Dr Ingo Waldmann）表示，唯一的選擇是等待下一代太空望遠鏡的問世，屆時將會尋找其大氣中由生物體所產生的氣體，以判斷是否有生命存在。他還表示，科學界一個最大的疑問就是我們是否是宇宙中獨一無二的高級生命？希望這一答案能在未來10年可以揭曉。

領導這一科研小組的主要科學家，英國倫敦大學學院的提內蒂教授（Prof Giovanna Tinetti）以及團隊成員之一齊亞拉斯博士（Dr Angelos Tsiaras）形容，這一發現令人興奮。「這是我們第一次在恒星周圍宜居帶的行星上探測到水，其溫度可能適合生命存在，」提內蒂教授說。這種所謂「宜居帶」通常處於恒星周圍，其溫度環境比較溫和，可以允許水以液體方式在行星表面存在。

專家認為，首次在太陽系以外星系的一顆行星大氣中發現水，這一重大發現意味著它有可能具備支持生命的跡象。人們到目前為止已經發現了4000多顆太陽系外行星，但科學家表示，這是已知的唯一擁有水、生命所需的溫度和岩石表層的系外行星。這顆行星的大小是地球的兩倍，品質是地球的八倍。目前還不清楚行星表面是否有流動水。但科學家表示，這顆被稱為「超級地球」的行星到它的恒星（紅矮星K2-18）的距離恰到好處，可以想像行星上存在生命。這顆行星名為K2-18b, 於2015年被美國國家航空航天局(NASA)發現。科學家估計K2-18大氣層中可能有高達50％的水。

倫敦大學學院發表的這份報告刊登在《自然天文學》(Nature Astronomy)雜誌上，也是報告的主要作者齊亞拉斯博士說：「我們在地球以外的一個可能適宜居住的星球上發現水，這太令人興奮了。K2-18b不是『地球2.0』，但它讓我們離回答地球是否獨一無二這個基本問題，又更近了一步。」科學家們預計，未來的太空任務將會在幾十年內探測到數百顆其他系外行星。

新一代的太空探索儀器將能夠更詳細地描繪出系外行星的大氣層。例如，歐洲空間局(European Space Agency)的阿里爾太空望遠鏡(ARIEL Space telescope)計畫於2028年發射，將觀測約1000顆行星。如此大的觀測樣本，能讓科學家們找到是否還有新的「超級地球」。

研究人員利用哈勃太空望遠鏡觀察了在2016 和2017年發現的行星。他們通過研究行星圍繞其恒星旋轉時星光的變化來確定其大氣層中的一些化學元素，發現只有K2-18b顯示了有水分子的特徵。K2-18b體積大約是地球的兩倍，溫度可能在零度和40度之間。然而，其他一些天文學家對K2-18b是否適宜居住提出爭議。其中一種分析認為，凡是重量大於地球1.5倍的行星都不太可能有岩石表面，因此不可能有液體形式的水存在，所以無法支持生命。同時，他們還擔心K2-18b的體積、引力以及大氣中的氫和氦，加上受到其恒星的輻射可能會使生物難以生存。另外的一個問題是，天文學家們對具備什麼樣的條件才適合居住本身也意見不一。因為，我們只有地球作為參照物。然而，生命形式在其他不同的世界中也可能存在。

提內蒂教授表示，我們的地球不但有水，還有氧氣以及臭氧。然而，我們在斷定其他星球上是否也能支援生命時則需要十分謹慎。其實，之前也曾在其他行星上發現過水，但這些行星不是過大就是過熱，無法讓生命生存。而要想探詢到溫度低、體積較小的行星則非常困難。

據報導，美國太空總署Nasa2021年即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），以及七年後歐洲航天局將發射的Ariel mission太空行動，屆時將可以讓天文學家們能夠更詳細地研究迄今為止探測到的各種世界的大氣層。