“迷你海王星”，是地球的两倍，可能会维持生命

在最近的一项发展中，天文学家发现了一颗潜在宜居的系外行星，它的大小是地球的两倍以上。这颗名为K2-18b的行星距离地球124光年，其半径的2.6倍，地球质量的8.6倍。它在温度可能允许液态水存在的宜居区域内绕恒星运行。

去年，当两个不同的团队报告在地球富含氢的大气中检测到水蒸气时，K2-18b也一直在新闻中。但是，当时的大气范围和内部状况仍然未知。现在，剑桥大学的一个研究小组使用了系外行星的质量，半径和大气数据，以确定该K2-18b有可能在其富氢大气下的宜居条件下容纳液态水。结果发表在《天体物理学杂志快报》上。

为什么发现至关重要

由于它的大小，K2-18b看起来更像是一个较小的海王星版本，而不是一个较大的地球版本。这项研究开启了寻找比地球大得多的系外行星的宜居条件，超越了类地球系外行星。在这项研究中获得的大气约束可以使用未来的大型设施 (例如即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜) 进行观测来完善。

K2-18b可以维持生命

领导这项新研究的剑桥天文学研究所的Nikku Madhusudhan博士说: “已经在许多系外行星的大气中检测到水蒸气，但是，即使行星处于宜居带，也不一定意味着表面存在宜居条件。”“要确定可居住性的前景，重要的是要对地球上的内部和大气条件有一个统一的了解，特别是液态水是否可以存在于大气下。”

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预计该K2-18b将在一层 “高压水” 周围有一个氢 “信封”，其内核为岩石和铁。如果氢包层太厚，则下方水层表面的温度和压力将太大而无法维持生命。然而，Madhusudhan和他的团队表明，尽管K2-18b很大，但其氢包层不一定太厚，并且水层可能具有适当的条件来维持生命。

他们是如何得出结论的

他们利用已有的对系外行星大气、质量和半径的观测结果，确定了它的组成和结构。他们确认了大气中富含大量水蒸气的氢，并确认了甲烷和氨等其他化学物质的含量。然后，研究小组将大气特性用作行星内部模型的边界条件，以获得可能的内部条件范围，包括氢包层的范围以及水层中的温度和压力。

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“我们想知道氢包层的厚度 -- 氢有多深，” 合著者马修·尼克松 (Matthew Nixon) 说，他是天文学研究所的博士生。“虽然这是一个有多种解决方案的问题，但我们已经证明，你不需要太多的氢来解释所有的观察结果。”

Madhusudan和他的团队发现，系外行星上的氢包层的最大范围约为其质量的6%，尽管大多数解决方案所需的量要少得多。“氢的最低含量约为百万分之一质量，类似于地球大气层的质量分数。特别是，许多情况允许海洋世界，在大气以下的液态水的压力和温度与地球海洋中发现的压力和温度相似。”研究人员说。