天文学家发现了一种可能蕴藏生命的新型行星

如果外星人存在，就我们现在的认知而言，他们很可能居住在像我们这样的岩石行星上，但新的研究提出了一种全新的宜居世界 —— 一种几乎不像地球的世界。它们可能又大又湿，还充满了热气。这些曾被我们忽视的系外行星，很可能是正在进行的外星生命搜索中最有希望的候选者。

上图：艺术家对围绕红矮星轨道运行的Hycean世界的诠释。

地球是我们拥有的关于宜居世界的唯一功能模型。 因此，天体生物学家希望在类似岩石地球的系外行星上寻找外星人的证据是有道理的。事实上，我们星球的大小、它的化学成分、温度以及它在太阳系中的位置，都使它适合生命生存，至少是我们所知道的生命。

但是，发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上的一项新研究给了我们一个惊喜，一种全新的行星，被称为 “Hycean” 世界，同样可能适合居住。 这种类型的行星在我们的太阳系中并不存在，但实际上它们在银河系中却非常多。 假设将地球和海王星结合在一起，最终的产物基本上就是这个样子的：这颗“Hycean”行星很大而且非常温暖，它们的大气层充满了氢，它们被一个巨大的行星海洋覆盖。

这项新研究推测，“Hycean”行星具有潜在的宜居性，微生物或更复杂的生命形式可以存在于它们的海洋中。此外，剑桥天文学研究所的研究人员提出了一套天文学家在研究这些世界时应该寻找的生物特征，以及附近（从宇宙学角度来说）有希望的“Hycean”候选者名单。

上图：“K2-18b”，潜在宜居迷你海王星。

尼库·麦杜苏德汉（Nikku Madhusudhan）是剑桥天文学研究所主持这项研究的的天文学家，就是他创造了“Hycean”这个词，其灵感来源于将氢和海洋这两个词混合。这位天文学家是在研究一颗被称为“K2-18b”的潜在宜居迷你海王星时，提出了这个想法。 麦杜苏德汉和他的同事们对这颗系外行星上的情况很感兴趣，他们开始进行更全面的调查，以探索小型海王星的宜居潜力，或者至少是小型海王星的一个特定亚型。

自1990年代以来，人类已经探测到了数以千计的系外行星，其中绝大多数都是地球体积1到4倍大小的低质量行星。对于这项新研究，研究人员把重点放在了“迷你”海王星上，它们虽然比海王星小，但大约是地球的1.6倍。

研究认为，这些星体虽比冰巨星小，但还是太大了，不像超级地球那样内部主要是岩石。根据过去对迷你海王星内部的探索发现，在某些情况下，富氢大气下的压力和温度过高，不适合居住。但是，具有适当性质的温和迷你海王星，可以在其内部创造适合居住的条件。

这类新提出的宜居系外行星，其大小可达地球的2.6倍，大气温度为392华氏度（200 摄氏度）。其最主要的宜居特征就是，液态水的存在。因为行星表面将被海洋覆盖，海洋表面存在类似地球的气压和温度，以及富含氢的大气，所以它提供了所需的表面条件和对有害辐射的保护。

上图：“K2-18b”与地球的比较图。

麦杜苏德汉表示，“Hycean”世界可以存在于各种各样的恒星类型周围。他认为，潮汐锁定的Hycean系外行星很有可能适合居住，即使它的一面从未面对过它的主星（研究人员将这些系外行星称为黑暗的海洋世界，听起来很科幻）。麦杜苏德汉说，这些系外行星具有繁殖和维持微生物生命所需的化学性质，Hycean行星应该“在大气中有大量的水、辐射和基本分子”，但“除此之外”，在这一点上，可能的化学性质是一个悬而未决的问题。

事实上，Hycean 海洋中可能存在生命的深度，取决于特定的表面条件，但研究人员怀疑，在某些情况下，生命可能存在于比地球海底更深的地方。这种生命，如果存在的话，本质上很可能是微生物，麦杜苏德汉认为，是否能在这种奇异的环境中进化出更复杂的生命，这是一个“悬而未决的问题”。潜在的可居住障碍，是过度的紫外线辐射或“形成或维持生命所需的营养物质的缺乏”。

Hycean世界的一个偶然之处是，它们存在于一个比我们习惯的更广阔的宜居区内。也被称为可居住带，这是一个恒星系统内部的带，在这个带内液态水可以在表面存在。

对此，麦杜苏德汉解释道：“Hycean星球可能离恒星很远，几乎没有辐射，但适合居住。同样，这颗行星可能比类地行星更接近恒星，但仍然适合居住。这是因为Hycean世界富含氢的大气成分，而且它们的表面温度可能比类地行星高得多。”

这项新的研究注定将引起天体生物学家的兴趣。 Hycean 世界在银河系中非常普遍，这意味着可居住的系外行星可能比以前想象的要多得多。研究人员还提供了一份科学家在观察这些系外行星时应该寻找的微量生物信号列表，包括氧气、臭氧、甲烷和一氧化二氮，以及不常见的气体，如氯甲烷和二甲硫醚，这些气体并不代表星球上有生命，但可能是Hycean星球上生命的信号。

上图：在某些情况下，生命可能存在于比地球海底更深的地方。

该团队还确定了11个围绕附近恒星（都是红矮星）运行的候选 Hycean 世界，它们被认为是生物特征搜索的有希望的目标。 其中，最有希望的就是“K2-18b”。天文学家们已经计划使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对其进行观测。

事实上，拥有光谱能力的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），将是研究K2-18b和其他被认为是 Hyceans 世界的完美工具。在拖延多年之后，这款下一代望远镜计划于今年晚些时候发射。

这项研究中提出的假设最酷的一点，就是它是可检测的。 如果对 Hycean 世界的光谱扫描产生零痕迹的拟议生物特征，这可能表明这些系外行星是死的、荒凉的世界。 但是，如果这些生物特征出现在我们的观察中，那将是一个完全不同的故事，也是一个诱人的结果。

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