开普勒望远镜发现“超级地球”，温暖有液态水，适合人类居住吗？

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       “超级地球”被发现，比地球大1倍温暖还有水，适合人类居住吗？
       地球是独一无二，不可替代的吗？
       天文学家安杰洛斯·齐亚拉斯，曾在新闻发布会上说：
       “这是我们目前在太阳系外发现的唯一一颗含有水的行星，也使得这颗行星成为了我们现在所知道的，最适合宜居的行星之一。”
       这颗行星是谁？它可以取代地球，成为另一个适合人类生存的星球吗？
       早在2015年的时候，美国宇航局曾利用
       开普勒太空望远镜，
       发现了一颗太阳系外行星，这颗距离地球124光年之外的行星，在被发现后，就立刻引起了全世界科学家们的关注和热情。
       开普勒的发现
       这颗系外行星便是
       K2-18b
       ，
       它围绕着
       红矮星K2-18
       运行，K2-18b的轨道运行周期为33天，所以在K2-18b上的一年相当于在地球上的一个月
       。
       通过开普勒太空望远镜的观测，K2-18b的大小约
       是地球的两倍
       ，其
       质量却是地球的八倍
       ，属于一颗超级类地行星，也称
       “超级地球”
       。


       这也意味着K2-18要么是类似海王星那样的“冰巨星”，要么就是一个富含氢的岩石世界。
       但关于此次K2-18b的发现，最令人兴奋的还是，研究人员在它的
       大气层中检测到了水蒸气的存在
       。
       说明在K2-18b行星上，或许有珍贵的液态水的存在，一旦确定有水的存在，就能证明这颗星球上很
       可能存在外星生命
       。


       在过去的20年里，科学家们也曾发现了数千颗围绕恒星运行的系外行星，比如在WASP-12b行星，WASP-17b行星，XO-1b等
       非宜居带系外行星
       的大气层中，也曾检测了水的存在。
       但这一次的K2-18b行星，却是
       第一颗
       被检测到大气层有水的宜居带
       系外行星。
       K2-18b的液态水
       此次，为验证
       K2-18b液态水现象
       的准确性，
       来自
       英国伦敦大学学院空间外化学数据中心的天文学家们，利用
       哈勃太空望远镜
       ，对
       K2-18b进行了观测。
       通过哈勃望远镜的宽视场相机3，能帮助我们观测可见光波长以及紫外线和近红外线，寻找K2-18b大气层的特征和组成。
       这项研究听起来很简单，其实非常困难，就像试图从一万个人中，去寻找识别一个人一样。


       但最终经过近一年的观测和数据分析后，天文学家，安杰洛斯·齐亚拉斯很自信的对外宣布，
       K2-18b的大气中，的确含有大量水蒸气。
       K2-18b的大气由
       0.01%—12.5%的水蒸气组成
       ，
       最高能达20%—50%的水蒸气
       。在较高浓度水平的水蒸气影响下，这些水蒸气甚至能形成云层。
       但是0.01%—50%这个数据波动范围有点大，说明在最差的情况下，K2-18b存在的水含量可能非常低。


       其余绝大多数都被氢气，氮气，氦气等气体所占据，它的表面可能依旧是一片裸露的贫瘠世界。
       当然，最好的情况就是50%都是水，那么K2-18b就有可能存在广袤的湖泊，或者海洋。
       但也有科学家认为，在K2-18b的大气层中发现水，并不意味着这颗行星就一定存在生命。


       在我们的普遍认知中，水的确是生命存在的一个必要条件，但生命的诞生受到物理环境等多方面复杂因素的影响，所以
       即便有水，也并不意味着就一定有生命
       。
       K2-18b的温度
       那K2-18b是否适合人类生存呢？除了有液态水存在以外，温度也是一个重要因素。
       据粗略估计，K2-18b的
       有效温度在零下73℃至46℃之间。
       如果K2-18b的反射率，与地球差不多，那么它表面的平衡温度将与地球大致相同。
       恒星红矮星
       。


       也可以说它的温度，其实是来源于辐射，根据
       普朗克黑体辐射定律
       ，我们只要计算出恒星的辐射强度，以及行星到恒星之间的距离，就能计算出行星的温度。
       计算辐射强度时，可根据行星表面的反射率，来计算行星反射时的辐射强度，再根据行星的吸收反射率，计算吸收后又重新反射的辐射强度。
       然后将两部分的数据加起来，就能得到总的辐射强度，再由普朗克黑体辐射定律公式，推算出行星的温度。


       但红矮星产生的热量很有限，远远低于太阳的热量，所以K2-18b通过红矮星接收到的温度，只能将自身表面温度升高到约10℃左右。
       在具备了水和温度的条件，也处于宜居带内，那K2-18b就一定适合人类生存吗？其实不然。
       目前人们对
       K2-18b行星的大气层，内部结构
       和潜在宜居条件，还存在很多的未知和不确定性。


       比如
       K2-18b所围绕的
       红矮星
       ，
       其表面温度低，发出的光线也比太阳弱很多，如果不借助天文望远镜，我们几乎看不到任何一颗红矮星
       。
       所以K2-18b要获得足够多的热量，必须要很靠近红矮星才行。但是距离红矮星太近，并不是什么好事。
       红矮星比太阳都更活跃，更暴躁，时不时会
       爆发强烈的太阳耀斑，紫外线，并抛射高能粒子
       等等。
       强烈的辐射对K2-18b的影响很大，甚至直接
       扼杀所有有机会存在的生命
       。
       K2-1b既然选了红矮星这样暴躁的主，其受到的辐射要比地球更多，行星表面的环境也可能比地球更严峻。
       另外，K2-18b大气中所包含的
       氮、甲烷等在内的其他分子在大气中所占比例有多少，目前我们还无法准确检测到。
       即便K2-18b是温暖且有液态水的超级地球，但也绝
       不是适合我们的第二个地球
       。