科学家发现深空“水世界”的确凿证据

Credit: NASA / ESA / L. Hustak (STScI)

天文学家已经发现了5000多颗系外行星，或太阳系以外的行星，并怀疑仅在银河系中就可能有超过万亿颗系外星球。现在，科学家们发现了两个他们认为可能充满水的“水世界”。水可以构成这些行星质量的一半。

作为参考，地球上覆盖着丰富的、生物多样的海洋，仍然被认为是一个相对干燥的地方，因为我们地球的质量只有百分之一是水。

从事这项研究的蒙特利尔大学系外行星研究人员Björn Benneke在一份声明中表示：“这是迄今为止水世界的最好证据，天文学家认为这种行星存在很长时间。”这项研究近日发表在科学杂志《自然》上。

这些行星被称为开普勒-138 c和开普勒-138 d，以美国国家航空航天局的开普勒太空望远镜命名，该望远镜发现了数千颗系外行星，并彻底改变了我们对太阳系以外的深层宇宙的理解。欧洲航天局指出，这两个水世界位于218光年外的太阳系，“与我们太阳系中的任何行星都不同”。

开普勒望远镜发现了这些行星。但天文学家随后用哈勃太空望远镜和NASA的斯皮策太空望远镜对这些世界进行了更深入的观察。他们发现这些系外行星的大小是地球的三倍多，但质量要小得多，这意味着它们的密度要低得多。这是一个有趣的观察：直到现在，比地球稍大的行星似乎都是岩石世界（又称“超级地球”）。然而，开普勒-138 c和开普勒-138 d更像是我们太阳系中被冰层覆盖的卫星，比如木星的木卫二和土星的土卫二——一个向太空发射冰粒子羽流的世界。行星科学家怀疑海洋可能会在这些卫星的冰冻外壳下晃动。

但是开普勒-138 c和开普勒-138 d比这些冰封的卫星暴露在更多的热能下。

领导这项研究的蒙特利尔大学外行星研究所的科学家Caroline Piaulet在一份声明中表示：“想象一下更大版本的木卫二或土卫二，它们是环绕木星和土星运行的富含水分的卫星，但离它们的恒星更近了。它们将容纳巨大的水汽包层，而不是结冰的表面。” （“水汽包层”指的是空气中有大量水的大气层。开普勒-138d非常热，因此它的大气层可能是蒸汽。）

重要的是，这些最新的开普勒-138 c和开普勒-138 d观测没有直接识别行星上的水。但欧洲航天局解释说，对这些世界的模拟——基于它们的质量、大小和其他因素——表明它们是由“比岩石轻但比氢或氦重的材料组成的。最常见的候选材料是水。”

然而，下一步，现存最强大的太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜将观测这些疑似水世界。该望远镜的主要任务之一是揭示遥远系外行星的大气层。使用称为光谱仪的设备，韦伯号可以探测到遥远世界云层中的重要元素和分子。