天文学家们终于在围绕其恒星在宜居带内运行的一颗超级地球系外行星的大气中发现了水蒸气。这一发现意味着这颗岩石行星的表面也可能存在液态水，甚至可能形成一个全球性的海洋。
这项利用美国宇航局的哈勃太空望远镜进行的发现，是首次探测到这类行星大气中的水蒸气。而且由于这颗被命名为 K2-18 b 的行星的温度很可能与地球相似，新发现的水蒸气使其成为使用下一代太空望远镜进行后续研究的最有希望的候选行星之一。
“这是我们目前已知的太阳系外唯一一颗温度适宜、拥有大气层并且含有水的行星，这使其成为我们目前所知最有可能宜居的候选行星，”首席作者、伦敦大学学院的天文学家Angelos Tsiaras在新闻发布会上说。
K2-18 b：基本信息
K2-18 b 行星距离地球约 110 光年，位于狮子座，围绕着一颗质量约为我们太阳三分之一的、相对较小的红矮星运行。红矮星以其活跃且会发出强大耀斑而闻名，但研究人员指出，这颗特定的恒星似乎出奇地平静。
这对这颗含水行星来说是个好消息，它 33 天的轨道周期使其距离其恒星的距离大约是水星到太阳距离的两倍。“考虑到这颗恒星比太阳冷得多，最终，这颗行星接收到的辐射与地球相似，”Tsiaras 说。“根据计算，这颗行星的温度也与地球相似。”
具体来说，该论文表明 K2-18 b 的温度在约 -100 °F（-73 °C）到 116 °F（47 °C）之间。作为参考，地球上的温度可以从南极洲等地区的零下 120 °F（-84 °C）到非洲、澳大利亚和美国西南部等地区的零上 120 °F（49 °C）不等。
尽管 K2-18 b 展现出迄今为止在系外行星中观察到的最像地球的特征——水、宜居温度和岩石表面——研究人员指出，这颗行星仍然离地球相去甚远。首先，K2-18 b 的直径大约是地球的两倍，质量约为地球的八倍。这使得 K2-18 b 处于我们称之为超级地球的上限附近——这通常指的是质量在 1 到 10 个地球质量之间的行星。
但 K2-18 b 的密度才是真正巩固其岩石行星地位的关键。其密度约为海王星的两倍，K2-18 b 的成分与火星或月球最相似。因此，由于这颗行星被认为拥有固体表面，并且已知它拥有一个至少含有一些水蒸气的扩展大气层，研究人员表示，K2-18 b 实际上可能是一颗拥有覆盖其整个表面的全球性海洋的水世界，这是可行的。
然而，他们无法确切地说。
不确定性的原因是哈勃望远镜无法详细探测遥远系外行星的大气层。例如，借助一个复杂的算法，研究人员能够提取出 K2-18 b 大气中水蒸气的确凿信号。但他们无法确切知道那里究竟有多少水蒸气。因此，在他们的论文中，他们采取了保守的做法，给出了一个广泛的水丰度估计——在 0.01% 到 50% 之间。
为了准确确定 K2-18 b 上究竟有多少水，研究人员表示，我们必须等待下一代先进太空望远镜投入使用。具体来说，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜，定于 2021 年发射，以及欧洲航天局的大气遥感红外系外行星大普查（ARIEL）望远镜，计划于 2020 年代后期发射，它们都非常适合应对这一挑战。
这项新研究于 9 月 11 日发表在《自然天文学》杂志上。该研究的预印本可在 arXiv.org 上获取。
