video: This artist's impression shows the planet K2-18b, its host star and an accompanying planet in this system. K2-18b is now the only super-Earth exoplanet known to host both water and temperatures that could support life. UCL researchers used archive data from 2016 and 2017 captured by the NASA/ESA Hubble Space Telescope and developed open-source algorithms to analyse the starlight filtered through K2-18b's atmosphere. The results revealed the molecular signature of water vapour, also indicating the presence of hydrogen and helium in the planet's atmosphere. view more
Credit: Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser
此項發現將於今天發表於《自然天文學》（Nature Astronomy）。科學家首次成功對位處適居帶的系外行星進行大氣偵測，在此帶中水能以液態存在。
第一作者Angelos Tsiaras 博士（UCL Centre for Space Exochemistry Data (CSED)）說：「能在地球以外的可居住世界中找到水確是難以置信而令人興奮的。 K2-18b並非「地球2.0」，因為它在相比下明顯更重，並且具有不同的大氣成分。然而，它的存在有助我們進一步了解地球是否獨一無二。」
該團隊使用了由ESA / NASA哈勃太空望遠鏡於2016及2017年所拍得的數據，並結合團隊自家研發的開源演算法來分析被K2-18b大氣過濾過的星光。研究結果發現代表水蒸氣的分子特徵，並指出該行星大氣中或有氫和氦的存在。
作者認為大氣中可能存在其他分子如氮和甲烷，但是目前的觀察所得並不能檢測得到。科學家需要進一步的研究來估算雲覆蓋率和大氣中水的百分比。
這顆系外行星圍繞著恆星溫度偏冷的紅矮星K2-18運行。這顆恆星距離地球大約110光年，位處獅子座。鑑於紅矮星活動較太陽活躍，K2-18b的居住環境或比地球更嚴峻，並有可能受到更多輻射。
K2-18b是由美國太空總署 (NASA) 的開普勒( Kepler) 太空船於2015年發現，是數百個質量介乎地球與海王星的「超級地球」的其中之一。美國太空總署的凌日系外行星巡天衛星(TESS)預計將在未來數年內偵測到數百多個超級地球。
合著者Ingo Waldmann博士（UCL CSED）表示：「有鑑於未來數十年內將會發現更多超級地球，這次發現或許是眾多可能適宜居住的系外行星中的首例。這不僅是因為像K2-18b這樣的超級地球是銀河系中最常見的行星，而且是因為紅矮星 - 比我們太陽小的恆星 - 是最常見的恆星。」
次世代的太空望遠鏡，包括NASA / ESA / CSA詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (James Webb Space Telescope) 和歐洲太空總署的ARIEL任務，將攜帶更先進的儀器，使科學家能更詳細地描述系外行星的大氣層。 ARIEL任務預計將於2028年發射，並會詳細觀測1000顆系外行星，以求揭開它們的真實面貌。
合著者兼ARIEL任務的首席研究員Giovanna Tinetti教授（UCL CSED）稱：「我們的發現使K2-18 b成為未來研究中最有趣的目標之一。即使我們已檢測到超過4,000顆系外行星，但我們仍然對它們的成分和性質了解不多。通過觀測大量的系外行星，我們希望能夠解開它們的化學構造，形成及演化的謎團。」
「這項研究有助我們了解太陽系以外的適宜居住世界，並標誌著系外行星研究的新時代。它的重要甚至將對地球，我們唯一的家園，在浩瀚宇宙中的定位有舉足輕重的影響。」Tsiaras博士說道。
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該研究由歐洲研究理事會(European Research Council)及英國科學技術設施委員會(STFC)資助，該委員會是UKRI的一部分。
編者註
欲了解更多信息或與相關研究人員交流，請聯繫倫敦大學學院媒體關係部(UCL Media Relations) 的Rebecca Caygill博士。電話：+44（0）20 3108 3846 / +44（0）7733 307 596，電郵：r.caygill@ucl.ac.uk
Angelos Tsiaras，Ingo P. Waldmann，Giovanna Tinetti，Jonathan Tennyson and Sergey N. Yurchenko,“Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight Earth-mass planet K2-18 b”將稍後於2019年9月11日星期三在《自然天文學》上發表，英國時間下午6時/美國東部時間下午1時前嚴禁流通。
本文的DOI為10.1038/s41550-019-0878-9
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Journal
Nature Astronomy