在超级地球和超小海王星之间，可能还有另一种类型的行星，氢海行星。 这类行星的氢包层非常薄，使得海洋表面的压力不是特别高，可以支持生命的存在。 K2-18b的观测也证明了符合上述概念的系外行星的存在。
邹元川，华中科技大学物理学院教授
在探索宇宙、寻找外星生命的道路上，人类又迈出了一小步。
近日，英国剑桥大学天文学家认为，氢海系外行星可能是外星生命的“摇篮”。 研究小组发表论文称，他们发现了一种新型的宜居行星。 这种系外行星的质量是地球的数倍，拥有巨大的液态水海洋和富含氢的大气层，被称为氢海行星。
或许在不久的将来，人类就能在意想不到的星球上发现外星生命。
宜居行星不仅仅是类地行星
“目前，只有一颗更可信的氢海洋行星，K2-18b。” 邹远川直言，氢海洋行星是一颗以氢气和液态水（海洋）为主成分的稀薄大气层作为行星表面的系外行星。
这种行星的质量范围很广，大约在 1 到 10 个地球质量之间。 邹远川表示，根据目前的观测，氢海行星的质量正好处于人类可观测到的地外行星的主要质量范围之内。 里面。 但它的大气层只占总质量的约百万分之一。 “氢海行星的大气层非常稀薄，因此发现和识别它们并不容易。” 邹元川说道。
自 20 世纪 90 年代初人类首次发现太阳系外行星以来，我们已经发现了数千颗系外行星。 在数以千计的已知系外行星中，绝大多数的质量在地球和海王星之间。 它们通常被称为超级地球或超小型海王星。 其中大多数是岩石行星和冰巨星，具有富含氢的大气层。 行星，或介于两者之间的行星。 这颗氢海洋行星此前被归类为超小型海王星。
目前，地球是人类已知的唯一有生命存在的天体。 在寻找系外行星的过程中，我们始终把寻找生命迹象作为首要任务。 为此，天文学家主要关注与地球大小、质量、温度和大气成分相似的行星，即类地行星。
在剑桥大学的最新研究中，研究人员认为，不仅类地行星可能适合居住，之前被认为不适合居住的氢海行星也可能孕育生命。 研究小组成员表示，氢海洋行星似乎在整个银河系中极为常见，并且可能蕴藏着“极端生命形式”，例如可以在地球上最恶劣的环境中繁衍生息的生物体。
研究人员认为，氢海洋行星通常比地球更热，大气温度高达 200 摄氏度，具体取决于它们的主恒星及其与恒星的距离。
尽管氢海洋行星具有与地球不同的特征，但它们仍然具有拥有大型海洋的特征。 在富含氢的大气层下，可能存在行星规模的巨大海洋。
邹远川表示，与类地行星相比，氢海行星可能存在于恒星周围更广阔的空间范围。 这意味着即使在宜居带之外，仍然有机会找到能够支持生命存在的行星。 这一发现可能会改写我们对“宜居带”的一般理解。
氢海洋行星上的海洋可能支持生命
邹远川介绍，氢海行星的质量介于地球和海王星之间。 同样在这个质量范围内，大多数超小型海王星都不具备支持生命存在的条件。 大多数超小型海王星的质量是地球的 1.6 倍以上。 尽管这个质量比海王星小，但它仍然太大，无法像地球一样拥有岩石内部。 “生命不能在气体中诞生，而只能在岩心中诞生。如果气体太浓、岩石压力太高，生命就不可能存在。” 他说。
对此类行星的早期研究表明，其富含氢的大气层下的压力和温度太高，无法维持生命。 剑桥大学研究小组最近对K2-18b的研究发现，在一定条件下，这类行星仍然有机会支持生命的繁衍。
这一发现促使研究小组对所涉及的行星和恒星的特性展开了更全面、更详细的调查，寻找哪些已知或未知的系外行星可能满足这些条件，以及是否有机会观察到它们的生物信号。
邹远川表示，这类行星还包括潮汐锁定的暗氢海行星，这些行星可能只在永久暗面具备宜居条件； 以及只能接收来自恒星的少量辐射的冷氢海洋行星。
还有研究认为，氢海洋行星具备支持地外生命存在的条件。 更重要的是，此类行星的数量和可观测性均高于类地行星，这将大大加速人类寻找太阳系外生命的进程。 。
“最新的研究结果并没有推翻之前的行星研究结论。” 邹远川坦言，新研究只是说超级地球和超小海王星之间可能存在另一种行星，即氢海行星。 这类行星的氢包层非常薄，使得海洋表面的压力不是特别高，可以支持生命的存在。 K2-18b的观测也证明了符合上述概念的系外行星的存在。
生命形式最有可能是微生物
可以肯定的是，氢海洋行星为人类寻找地外生命开辟了新途径。
剑桥大学的研究人员认为，氢海洋行星的大气中可能存在微量的生物标志物。 在不久的将来，人类也许能够通过光谱观测发现这些标记。
研究小组现已确定了一个相当大的潜在氢海洋行星样本库，这些样本可能成为下一代望远镜详细研究的候选者。
同时，仅凭质量大小还不足以确认行星的具体情况。 还需要从温度和大气特性等其他方面进行更详细的研究。
邹元川表示，氢海洋行星比类地行星更大、更热，其大气层富含氢，使其大气特征更容易探测。
他介绍说，氢海行星等行星占已知系外行星的大多数。 对氢海行星大气中的生物标记物进行光谱检测需要更强大的望远镜，即将推出的詹姆斯·韦伯望远镜是适合这项研究的望远镜。
从流程上看，氢海行星的探测与类地行星的探测是一样的，即先使用专用的行星探测望远镜寻找地外行星，然后寻找可能的候选者，然后使用非常大的望远镜来寻找地外行星。进行详细观察。
值得注意的是小行星发现水迹象，虽然氢海行星是一种可能孕育生命的行星，但一方面，成为氢海行星还存在诸多限制，目前只有一个比较可信的候选者； 另一方面，即使这类行星能够孕育生命，也很有可能是微生物，因为氢海洋行星的大气层中没有氧气，无法支持需要有氧的大型动植物的生存呼吸。
邹远川表示小行星发现水迹象，在寻找地外生命方面，目前的主流仍然是寻找类地行星。 例如，美国国家航空航天局（NASA）2009年至2013年使用的开普勒太空望远镜； TESS小型太空望远镜，于2018年发射，设计寿命为2020年，但仍在使用中； 2015年发射的欧洲航天局和设计使用到2025年的柏拉图太空望远镜是地外行星的主要发现者，但他们尚未发现真正的另一个地球。
邹元川表示，目前我国上海天文台研究员葛健已提出地球2.0计划。 经过长期观测，有望找到质量、体积、轨道周期等参数与地球一致的“姐妹星”，然后利用大型望远镜对其进行探测。 邹元川认为，对行星进行有针对性的长期观测（包括成像和光谱观测）将是寻找外星生命最有可能的途径。