八大行星大气层最冷的行星（其云层富含水分）

被水分充足的云团环绕着，这颗身形庞大的系外行星一直令天文学家们心生向往。

（K2-18b星球富含水分的大气在艺术家手中的呈现，图片来源:Alex Boersma）

K2-18b究竟有何妙处，同时使三组天文学家为之魂牵梦萦，孜孜不倦地探索着其中的外星世界？

早在之前，就有其中两组天文学家宣布，他们发现了K2-18b星球大气中液态水的迹象——这在寻找可能的外星宜居世界的过程，是里程碑式的。但拥有液态水并不是生命存在的唯一条件，其他如温度和气压等条件，共同决定一个行星是否宜居。

而近日，第三个研究小组报告，在同一星球上，液态水的压力可能更有利于生命的进化——对科学家来说，这又是一个有趣的进展。

“我们很早就认识到了我们研究目标的独特性,”蒙特利尔大学的天文学家Bjorn Benneke回答天文在线。之前，两组天文学家（其中一个团队即由Bjorn Benneke领导）公布了K2-18b大气分析报告，此报告后发表于《天体物理学快报》。今年1月，Bjorn Benneke在美国天文学会的一次会议中再次展示了这些发现。

Benneke 和同事们使用哈勃望远镜和斯皮策太空望远镜在三年时间内对K2-18b （K2-18b，也称为EPIC 201912552b，是一颗绕红矮星 K2-18绕行的系外行星，位于离地球124 光年的位置。进行了十二次研究，以收集有关其大气的精确观测结果。

尽管此前科学家曾研究过系外行星的大气层，但这些系外行星都比K2-18b 大，K2-18b 的体积只有地球大小的2.6倍，质量只有地球的8.5倍。行星体积越小，观测越困难，需要进行多次详细的测量，综合测量结果，可以对系外行星进行更深入的探测。

Benneke 说：“以前没有人做过这种事情。”K2-18b是一颗位于狮子座的“类地行星”，距离地球110光年，它绕着一颗小而活跃的恒星运行，这种恒星可以向绕行它的行星发射辐射。尽管这颗恒星比太阳小且昏暗，但K2-18b的公转周期只有33天，意味着该行星的公转半径很小，从恒星接收的能量与地球从太阳接收的能量大致相同。

像K2-18b这样的小行星更容易检测行星的细节，因为从地球的角度看，行星的观测取决于该行星在恒星前方通过时阻挡多少光。较小的行星比较大的行星阻挡的光线少，但同时较小的恒星可被阻挡的光线也更少，这使得小信号也更容易被发现。 （该行星的轨道还帮助科学家捕获到它多次通过恒星。）

在哈勃和斯皮策的观测中，Benneke 及其团队发现了系外行星大气中水的特征，而且不是单一形态的水。 Benneke 说：“更令人兴奋的是，我们在数据中发现行星上有一个云层。” 证据是，星光在穿过大气层时会在一定高度突然停止。 Benneke和他的同事使用模型确定那个高度是水存在的理想压力和温度。

贝内克说：“唯一可信的解释是，这些是液态水云，与我们在地球上的情况非常相似。”

当云层充满水滴时，它们很可能产生降雨。但那场雨永远不会下到地上。相反，它会下降，直到温度和压力导致它再次蒸发，研究人员说。贝内克将K2-18b的降雨量与地球上的弗吉尼亚州进行了比较，弗吉尼亚州是在高温高压导致雨水在到达地面之前蒸发的地方。

在一颗系外行星上发现类似的天气模式对本内克来说是一个有趣的前景。

“（K2-18b）是探测到的（大气）最冷的行星，最小的行星，质量最小的行星。”他说道，“对我来说，这是最令人兴奋的一次。”

一张艺术家拍摄的K2-18b的照片，这是已知的第一颗大气中有水的小型系外行星。（图片来源：ESA/Hubble，M.Kornmesser）

一个常见的谜

尽管K2-18b具备形成类地云的合适条件，但这并没有使它变得像地球一样。相反，它被归类为次海王星，一个没有表面的气体巨星。美国宇航局的开普勒太空船确定，次海王星可能是银河系中最常见的系外行星类型，占行星总数的四分之三以上。

尽管如此，天文学家还是很难理解相对较小的气态巨行星，这也是K2-18b的发现如此令人兴奋的原因之一。“我们不太清楚这些行星是怎么回事，”本内克说，“很有可能这种就是我们目前了解甚少的行星体系。”

次海王星的质量介于地球和海王星之间，太阳系中没有类似的物质。了解像K2-18b这样的世界有助于提高科学家对行星如何生长和进化的认识。”如果你想了解行星的一个整体，行星的多样性，了解最常见的行星是非常关键的，”贝内克说。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.Nola Taylor Redd -醒着做梦，，，一叔

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