心碎了！天文学家曾以为找到“外星海洋”，结果发现是海市蜃楼

摘要：2025年4月，一颗环绕着124光年外一颗矮星运行的系外行星K2-18b曾引发全球关注。当时，剑桥大学的研究人员宣称，它可能是一个拥有深邃全球性海洋、充满生命潜力的“水世界”。但苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）领导的一项最新研究指出，这类被称为“亚海

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2025年4月，一颗环绕着124光年外一颗矮星运行的系外行星K2-18b曾引发全球关注。当时，剑桥大学的研究人员宣称，它可能是一个拥有深邃全球性海洋、充满生命潜力的“水世界”。但苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）领导的一项最新研究指出，这类被称为“亚海王星”的行星极不可能是水世界，其环境也远非生命所能适应。

这项研究由苏黎世联邦理工学院牵头，联合海德堡马克斯·普朗克天文研究所与加州大学洛杉矶分校共同完成。K2-18b这类行星的体积大于地球但小于海王星，属于太阳系中所没有的行星类别，但在宇宙中却相当普遍。此前科学界普遍认为，部分亚海王星形成于远离其母星的“雪线”之外（水在该区域会凝结成冰），因此在形成过程中能积累大量水体，最终在其富氢大气层下形成深邃的全球性海洋。专家将这类假想行星称为“海氢行星”（Hycean planet）。

苏黎世联邦理工学院系外行星教授卡罗琳·多恩（Caroline Dorn）指出：“我们的计算表明，这种情况不可能成立。”多恩指出，这是因为先前的研究存在一个根本缺陷——忽略了大气层与行星内部之间的化学耦合作用。该研究的第一作者、多恩团队的研究员亚伦·韦伦（Aaron Vollen）解释说：“我们将行星内部与大气层的相互作用纳入了考量。”

研究人员假设，在形成初期，亚海王星曾被深层的高温岩浆洋所覆盖，其外部的氢气层确保了这一阶段能持续数百万年。韦伦补充道：“本研究的重点，是探究岩浆洋与大气层之间的化学交互如何影响这些年轻行星的最终含水量。”

为此，研究团队将现有的行星演化模型与一个新开发的化学计算模型相结合，模拟了大气气体与岩浆中的金属及硅酸盐之间可能发生的化学反应。

研究人员针对248颗模型行星，计算了26种不同成分的化学平衡状态。计算机模拟显示，化学反应会分解绝大部分水分子（H₂O），氢（H）和氧（O）会附着于金属化合物上，这些化合物大多会沉降并消散至行星地核。韦伦解释说：“模拟清晰地表明，行星实际的含水量远低于其原始积累量，最终残留在表面的水仅占行星总含水量的百分之几。”

因此，此前设想中“水体占比高达50%甚至90%的巨型水世界”极不可能存在。这一结论无疑增加了搜寻地外生命的难度。具备生命所需条件——即表面存在充足液态水——的行星，很可能仅限于较小的天体，而观测这类行星则可能需要比詹姆斯·韦伯太空望远镜性能更强的设备。

有趣的是，多恩指出，新的计算结果表明多数遥远行星的水含量可能与地球相当，这反而让地球显得不那么特殊。“地球或许没有我们想象中那么非凡，”她表示，“至少在我们的研究中，它似乎是一颗典型的行星。”