K2-18b，一顆圍繞紅矮星K2-18運(yùn)行的太陽系外行星，因在K2任務(wù)期間發(fā)現(xiàn)的第十八顆行星，所以被命名為K2-18b。距離地球約為124光年，位于獅子座冷矮星的宜居帶內(nèi)，公轉(zhuǎn)周期為33天。K2-18b質(zhì)量是地球的8倍多，半徑是2.279±0.025倍，因此被稱為“超級地球”。由開普勒太空望遠(yuǎn)鏡在2015年發(fā)現(xiàn)。
2019年蒙特利爾大學(xué)和倫敦大學(xué)的研究人員使用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡研究發(fā)現(xiàn)，K2-18b的大氣中含有高濃度的水蒸氣。2023年9月，美國美國航空航天局使用詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡對K2-18b系外行星觀測調(diào)查，探測到了只有生物體才能產(chǎn)生的氣體的跡象，可能存在一片稀有的海洋，這也是該行星可能存在生命的跡象，在尋找外星生命過程中取得具有突破性意義的發(fā)現(xiàn)。2025年4月，科學(xué)家們利用詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)在太陽系外行星K2-18 b的大氣中探測到了二甲硫醚（dms）和二甲基二硫醚（DMDS）的“化學(xué)指紋”。在地球環(huán)境中，這兩種硫化物主要由海洋浮游植物等生物活動產(chǎn)生，該發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是當(dāng)前關(guān)于太陽系外可能存在生命的重要證據(jù)之一。
行星發(fā)現(xiàn)
2015年，K2-18b被開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的系外行星，它圍繞著一顆距離地球約124光年的紅矮星運(yùn)行。因為它是在K2任務(wù)期間發(fā)現(xiàn)的第十八顆行星，所以被命名為K2-18b。它圍繞著一顆距離地球大約124光年（38秒差距），其恒星光譜類型為M2.8的 紅矮星（現(xiàn)在稱為K2-18）運(yùn)行。這顆行星是通過恒星光度曲線的變化檢測出來的，這些變化是由從地球看到的凌星現(xiàn)象，即行星從恒星前面經(jīng)過引起的光度衰減。
在2017年，來自斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)證實(shí)，K2-18b在K2-18周圍的適居帶軌道上，周期為33天，較短的軌道周期有助于提高信號的統(tǒng)計顯著性。后來使用高精度徑向速度行星搜索器（HARPS）和的卡拉阿托近紅外和光學(xué)高分辨率Echelle光譜儀搜索帶有系外地球（Exoearth）的M矮星（CARMENES）進(jìn)行觀測，還發(fā)現(xiàn)了可能的第二顆系外行星K2-18c，估計質(zhì)量為5.62±0.84?M⊕，并在更緊密的周期僅9天軌道上，但是這顆額外的行星尚未得到證實(shí)，而可能只是由于恒星活動造成的假象。
所處位置
K2-18位于獅子座方向，但在獅子座之外。在第一次被發(fā)現(xiàn)時，K2-18距地球的距離估計為110光年（34秒差距）。然而，來自蓋亞衛(wèi)星的恒星測繪學(xué)項目的更精確的數(shù)據(jù)顯示K2-18距離為124.02±0.26光年（38.025±0.079秒差距）。這種改進(jìn)的距離測量有助于改進(jìn)外行星系統(tǒng)的特性。
物理特性
K2-18b以大約0.1429 AU（2138萬公里）的速度繞K2-18軌道運(yùn)行，該軌道位于紅矮星的計算可居住區(qū)內(nèi)0.12-0.25 AU（1800-3700萬公里）。這顆太陽系外行星的軌道周期約為33天，這表明它被潮汐鎖定了，行星的一面面對著主恒星。星球的平衡溫度估計約為265±5 K（8±5℃；17±9℉），因為它的恒星輻照度大約是地球的94%。根據(jù)HARPS和CARMENES儀器的分析以及斯皮策望遠(yuǎn)鏡的后續(xù)觀測，K2-18b的半徑估計為2.279±0.025R⊕，質(zhì)量為8.63±1.35M⊕。在2015年的發(fā)現(xiàn)中，它最初被認(rèn)為是迷你海王星，但是2019年的一項后續(xù)研究將這顆行星歸類為次海王星。K2-18b的大小、軌道和其他特征與其他探測到的太陽系外行星的比較表明，除了氫和氦之外，該行星可以支持含有額外氣體的大氣。
行星研究
2019年蒙特利爾大學(xué)和倫敦大學(xué)的研究人員結(jié)合約翰尼斯·開普勒、斯皮策和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，K2-18b的大氣中含有高濃度的水蒸氣，水蒸氣的濃度范圍從0.01%到12.5%不等，高達(dá)20%到50%不等，具體取決于大氣中存在的其他氣體種類。在較高的濃度水準(zhǔn)下，水蒸氣量高到足夠形成云。這是第一顆在恒星的可居住區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)大氣層的超級地球太陽系外行星，也是第一次在可居住帶系外行星上發(fā)現(xiàn)水的存在。此外，根據(jù)研究報告，K2-18b的大氣中也有氫氣和氦氣存在跡象。也許還有氮?dú)?/a>和甲烷，但還無法偵測出來。進(jìn)一步研究能夠判定這個系外行星的云量，以及大氣中的含水率。當(dāng)?shù)貢r間2019年9月10日，一個加拿大領(lǐng)導(dǎo)的研究小組宣布了類似的發(fā)現(xiàn)。這個團(tuán)隊的科學(xué)家認(rèn)為，這個系外行星甚至可能會下雨。
2023年9月，美國美國航空航天局使用詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡對K2-18b系外行星觀測調(diào)查，探測到了含碳分子的存在，包括甲烷和二氧化碳，以及只有生物體才能產(chǎn)生的氣體的跡象，在尋找外星生命過程中取得具有突破性意義的發(fā)現(xiàn)。韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，K2-18b可能是一顆“水洋”太陽系外行星，它可能擁有富含氫的大氣層和水海洋覆蓋的表面。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，K2-18 b的大氣層中有一種被稱為二甲基硫（DMS）的分子，這是一種與生命獨(dú)特相關(guān)的氣體。
2025年4月，科學(xué)家們利用詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡(詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡)在太陽系外行星K2-18 b的大氣中探測到了二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）的“化學(xué)指紋”，該研究由劍橋大學(xué)尼庫·馬杜蘇丹領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊完成，并已發(fā)表于《天體物理學(xué)快報》。這是迄今為止關(guān)于太陽系外可能存在生命的最有力證據(jù)。研究人員指出，這一發(fā)現(xiàn)表明該行星可能充滿了微生物生命。然而，他們也強(qiáng)調(diào)，這并非宣稱發(fā)現(xiàn)了真正的生命體，而是發(fā)現(xiàn)了可能的生物特征（biosignature），即一種生物過程的指標(biāo)。因此，這一發(fā)現(xiàn)需要謹(jǐn)慎看待，并需更多觀測來進(jìn)一步確認(rèn)。
參考資料 >
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美國航空航天局發(fā)現(xiàn)“超級地球”或有外星生命：大小是地球8.6倍，距離地球120光年，4年前年已發(fā)現(xiàn)有水.大風(fēng)新聞-今日頭條.2023-09-23
TheCARMENESSearchforExoplanetsaroundMDwarfs:ALow.adsabs.2023-09-23
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Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b.semanticscholar.2023-09-23
有水，位于宜居帶，這顆“超級地球”真的適宜人類居??？.中國科普博覽-今日頭條.2023-09-23
系外行星大氣含有水蒸氣，第一顆“地球2.0”？.南方周末-今日頭條.2023-09-23
人類首次在宜居帶行星上發(fā)現(xiàn)水？.百家號.2025-05-06
外媒:科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今為止太陽系外可能存在生命的最有力證據(jù).百家號.2025-04-17
A Systematic Search for Transiting Planets in the K2 Data.adsabs.2023-09-23
“宜居”系外行星 K2-18 b 上的水蒸氣發(fā)現(xiàn)令人興奮——但它不是地球雙胞胎.space.2023-09-23
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