在距離地球124光年的紅矮星K2-18系統中,存在一顆名為K2-18b的系外行星。這顆行星的半徑約為地球的2.6倍,其33天的軌道恰好位於恒星的宜居帶內。這意味著K2-18b接收到的恆星光照與地球從太陽接收到的光照相似。自從2015年透過Kepler太空望遠鏡首次發現以來,K2-18b的研究引起了科學界的高度關注,尤其是在2019年檢測到其大氣中的水蒸氣後。然而,最新来自詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)的觀測再次提升了這顆行星的神秘面紗,特別是其大氣中檢測到的二氧化碳和甲烷。
近來的JWST觀測數據揭示了K2-18b可能擁有一個富含氫的大氣層。這份數據的多種解釋顯示,K2-18b可能是一顆水洋行星,擁有氫豐富的環境,又或是一顆氣體豐富的小海王星。這樣的二分法讓科學家在判斷K2-18b是否適合生命存在時,感到更加矛盾與困惑。
“JWST的資料顯示,K2-18b的環境可能充滿了液態水的跡象,但同時也指出其大氣結構的複雜性。”
K2-18b的物理性質和潛在的海洋存在引發了多個問題。在目前的模型中,行星可能存在著一個與其核心相連的水洋,但這仍然不夠明確。特別是,超臨界狀態下,液體和氣體之間幾乎沒有明顯的界線,使得從外部觀察是否存在海水變得極其困難,而僅僅依賴於質量和半徑則無法明確判斷。
K2-18b所接收到的輻射量大約相當於地球的1368W/m²,位於或略微超過其恒星的可居住帶的邊緣。根據目前的氣候模型,行星的平均溫度在沒有溫室效應的情況下約為250至300K,但是否可以支持生命的存在,則取決於其大氣層的組成和特性。
“微生物在氫豐富的大氣中仍可能生存,這為尋找外星生命提供了希望。”
在分析大氣組成後,JWST發現該行星的大氣中含有甲烷和二氧化碳各佔大約1%的比例。在土星和天王星的氣氛中看似相似的成分,使K2-18b成為一顆引人入勝的海洋行星。另一個有趣的點是,JWST檢測到的水蒸氣以及氨氣的濃度仍然存在爭議,可能會在接下來的觀測中證實或推翻這些結果。
隨著新技術的應用,未來將有更多可能的觀測實現對K2-18b的跟蹤研究。K2-18b的探索不僅能幫助我們理解類地行星的演化,還有可能解答有關生命如何在不同的環境中存在的重大問題。然而,探測這些行星大氣的準確性仍面臨許多挑戰。
“每一次觀測都讓我們更接近答案,但也帶來了更多的問題與挑戰。”
最終,K2-18b是不是一顆海洋行星仍然無法確定。科學界對該行星的興趣仍在於其是否能夠支持生命的可能性,以及在探索外星生命的過程中,我們必須調整哪些觀念?這些問題促使我們在這片神秘的宇宙中不斷探索與思考。