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9月11日，《自然·天文》杂志发表了伦敦大学学院（UCL）一组天文学家的最新研究成果，他们在一颗名叫K2-18b的行星上发现了水蒸气存在的迹象。

作为人类已知的第一颗有水且位于宜居带的超级地球，这些吸人眼球的关键词背后，到底意味着什么呢？

K2-18b艺术想象图。图片来源：UCL

Part.1、激动人心的发现

1、两个伟大空间望远镜的结晶

现代天文学的飞速发展离不开望远镜的功劳，410年前，伽利略第一次把望远镜指向星空，将人类的视野望向了宇宙更远更深处，从那时起，天文学家得以窥探更多用肉眼无法企及的宇宙奥秘。

这次的发现也是基于两个伟大空间望远镜的数据获得的，可以说是二者成果的结晶。其中一台是目前发现系外行星数目最多的开普勒空间望远镜，在已确认的总共4000多颗系外行星中，开普勒自己就贡献了一半以上。

系外行星K2-18b的名字就来源于开普勒望远镜后期的K2计划。它在2015年最先发现了K2-18b这颗位于狮子座的系外行星，随后被地面望远镜所证实。由于K2-18b位于潜在宜居带内且“信号”较强，因而受到了众多天文学家的格外关注。

开普勒空间望远镜。图片来源：NASA

如果说开普勒的贡献是在茫茫星海之中找到了K2-18b的存在，那么另一个家喻户晓的哈勃太空望远镜，则是为探测其大气中的水蒸气提供了关键数据支持。哈勃配备的宽视场相机（WFC）可以在红外波段拍摄天体光谱。

在2016-2017两年的时间里，哈勃对K2-18b和它的主星K2-18组成的系统进行了9次观测，每次盯着它们看6.5小时。根据美国宇航局NASA运行哈勃的年度经费推算，单单为了观测K2-18b，就花费了高达数十万美元。不过这钱也砸出了响，正是基于哈勃长时间高质量的观测，才确保了发现水蒸气的可能。

哈勃太空望远镜。图片来源：NASA

2、一套复杂精细的分析过程

众所周知行星本身不发光，太阳系内的八大行星由于距离较近，我们还可以看到。但是我们无法直接探测到124光年外的K2-12b，它实在是太遥远太暗弱了，更不要说研究它大气里的水蒸汽了。不过科学家还是通过一系列的“神操作”实现了水蒸气的探测。

首先，无法直接看到行星，但可以看它绕转的恒星。通过观察行星绕恒星转动时对于恒星遮挡导致地亮度变化，可以发现行星的存在，这就是著名的凌星法，跟金星凌日是一个道理。

凌星法示意动画。图片来源：NASA

在行星凌星过程中，如果不是只看单一的亮度变化，而是分析不同波长范围的亮度变化，跟把太阳白光拿三棱镜色散成七色光类似，就有了凌星时的光谱。

当恒星光穿过行星大气时，行星大气中不同的原子分子会吸收特定波长的光，从而在光谱中留下自己的“指纹”信息，被称为透射光谱。通过分析行星凌星时的透射光谱，就可以捕捉到行星大气中水蒸气、氢气、氮气等的蛛丝马迹。

方法说起来不难，但受限于哈勃的探测能力，对于遥远、暗弱、个头又小、大气中各种成分又不明的行星来说，要想成功探测到各种气体信号，是困难重重。科学家还为此专门发明了一种被称作空间扫描观测的方法，来提高光谱的信噪比。

后续数据处理则需要经过细致的改正定标等，才能最终提取出凌星发生时行星在不同波段处的信号。将这些信号与理论的行星大气模型进行比对，最终确定行星大气可能的成分和大概的比例。

3、两组独立研究的相互印证

利用专门开发的数据处理程序和细致的分析，英国伦敦大学学院Angelos Tsiaras带领的团队最终在K2-18b的透射光谱中发现了水蒸气存在的痕迹。他们在2018年5月底将结果以论文形式投给了《自然·天文》杂志，但是直到一年多以后，论文才被正式接受，几天前才以快报形式正式发表。对于一篇快报文章来说，这中间耽搁的时间可不短。其中很大的一部分原因，就是这一重要结果的确认，需要等待同行的审阅，并且要有其他工作的验证。

由加拿大和美国科学家组成的另一个独立研究小组，对于哈勃拍摄的同样数据，结合其他望远镜的更多数据，通过他们自己的分析处理，也确定了K2-18b大气中水蒸气的存在，这就证实了英国团队的结果。只不过加美团队的发现晚了一步，没能够被媒体大众所熟悉。

正是有了先进的望远镜设备为基础，科学家巧妙的观测方法和细致的处理分析为保障，加上两个互相独立团队结果的相互印证，才使得人类第一次在宜居带行星上找到了水的蛛丝马迹。

那这一发现是否意味着我们离证实外星生命更进一步了呢？恐怕还不能高兴的太早。

Part.2、离“可以移民的第二个地球”还很遥远

很多读者看到新闻可能就会浮想联翩，有水宜居，那就可能有生命啊！有生命，说不定就可以演化成高级智慧生命，会不会跟地球接触？或者我们可不可以移民到那里去?

很多时候，科学发现和我们美好的想象之间还差着十万八千里。大家先冷静下来，看完下面的三个不等号就知道了。

1、宜居带 ≠ 一定宜居

位于宜居带内的K2-18b一定宜居吗？其实所谓的宜居带，是一个较为宽泛的概念。根据恒星向外发光发热的强度，可以圈定一个行星距离恒星的距离范围，在这个范围内的行星，其表面温度适宜能够支持液态水的存在，就称为宜居带。

不同类型恒星的宜居带（绿色部分表示） 图片来源：NASA

根据推测K2-18b表面温度可能在0度到40度之间。虽然K2-18b恰巧落在了宜居带内，但K2-18b围绕的恒星与太阳迥异。

转载请标注：我爱技术网——人类首次在宜居带行星上发现水，可以准备移民了？