如果你能将一个热气球装进星际飞船，然后飞行110光年，来到位于狮子座一颗暗淡恒星周围的某个行星，你所体验到的将与在地球上乘坐热气球的经历大致相似。那里的温度、气压和湿润的空气可能会让你感觉相当舒适，不过你需要戴上氧气面罩——可能还需要一把雨伞。
“你可能会被淋到雨，”蒙特利尔大学的系外行星研究员Björn Benneke说道。
在过去的几十年里，搜寻闪烁、摆动的恒星的望远镜已经发现了超过4000颗潜在的系外行星，其中一些围绕着它们的母星在不太冷也不太热的区域运行，这些区域的水有机会保持液态。另一些甚至被发现含有真实的水分子（H2O）。根据本周发布的两项研究，系外行星K2-18b是第一个同时满足这两个条件的行星。但不幸的是，其他一些明显不像地球的特征使得K2-18b不太可能成为我们所知的生命体宜居之地。但这一发现代表着我们在寻找可能真正适合居住的行星方面迈出了重要一步。
“这是我们目前最接近探测到类似地球环境的发现，”Benneke说，他领导着其中一个研究该行星的团队。
科学家们对这个外星世界的了解全部来自于它与其母星的相互作用。开普勒任务在2015年首次发现了这颗恒星的暗淡，而2017年斯皮策太空望远镜的后续观测证实了一颗比地球大两倍的行星的存在。另一台仪器通过测量恒星的摆动来测量行星的质量，发现它比地球重约八倍。又经过三年使用哈勃太空望远镜的观测，捕捉到了另外八次光线闪烁，从而形成了本周对该行星大气的描述。
研究无法真正看到的行星大气的关键在于测量它在不同光线下看起来有多大。一颗没有大气层的纯粹岩石行星会完美地阻挡所有颜色，而大气层中的每一种分子只会阻挡特定的波长。在该光线下，大气层看起来是不透明的，行星在背景恒星的衬托下显得更大。例如，K2-18b在被水阻挡的光线下观察时会显得更大。
“这是其大气中存在水蒸气的直接证据，”Benneke说，他的研究成果已在线发布，但尚未经过同行评审。
另一组科学家，其研究结果周三发表在《自然天文学》杂志上，使用相同的数据得出了相同的结论。虽然他们无法确定该行星是湿润还是干旱的气候——他们的模型预测湿度在0.01%到50%之间——但他们表示，随机统计巧合的几率低于1/2000。
但是，如果未来的探索者们发现自己漂浮在K2-18b的大气中，他们不应该尝试着陆。与地球标准相比，该行星的大小和质量使其相当稀薄——几乎全是氢气，几乎没有或根本没有固体物质供外星生物爬行。虽然我们的太阳系缺乏真正的类似物，但Benneke建议，一个迷你版的海王星可能比一个超大号的地球更能作为心智模型。“我不会期望任何类似地球的生命，因为那里没有表面，”他补充道。
K2-18b的天空可能比仅仅存在水更熟悉。Benneke的分析检测到在所有波长下都有少量的光被阻挡——使行星看起来稍厚。由于该行星的低密度排除了地表的存在，他将这种阻碍解释为水的作用。“最有可能的解释是，这实际上是一个非常类似于地球的液态水滴云层，”他说。“很可能甚至会有下雨。”
然而，另一支研究团队尚未准备好开始发布系外行星天气预报。“我们的模型与云层完全一致，”伦敦大学学院的天文学家Ingo Waldmann在一封电子邮件中写道，他参与了《自然天文学》杂志的分析，“但在[获得詹姆斯·韦伯太空望远镜]观测数据之前，我们无法确切地说是否有云层。”他和他的同事们将观测数据与有云和无云大气的模型进行了比较，发现两者之间没有显著的差异。
除了缺乏地表外，K2-18b还围绕着一个与我们的太阳截然不同的恒星运行。作为一颗矮星，它的亮度不到太阳的四十分之一，而且温度较低，使其呈现红色而非黄色。这在提供能量方面不是问题——该行星的轨道比地球近得多，绕行一周大约需要一个月，因此它获得的热量相似——但恒星频繁的耀斑很可能使行星沐浴在紫外线辐射中。紫外线耀斑不一定是生命存在的“交易破坏者”，但它们会让生存变得困难。
Benneke表示，研究K2-18b这样拥有大气层的系外行星的真正意义在于，它们有助于回答关于恒星如何塑造其行星的重大问题，例如矮星如何摧毁宜居的岩石世界周围稀薄的大气层。K2-18b的厚重大气层可以抵御这种恒星活动，但用于研究它的技术将是宝贵的，因为更强大的望远镜将在不久的将来取代哈勃。
“在人类探索宇宙生命的总故事线中，”Benneke说，“这也许是我们迄今为止走得最远的地方。”
