在探索含水系外行星的競賽中，K2-18b的發現引人注目

　　

　　在2019年9月11日發表的研究中，倫敦大學學院的研究人員發布了這張圖片來說明對系外行星K2-18b大氣中水蒸氣的探測。

　　（圖源：歐空局/哈勃，M.科恩麥瑟）

　　在一顆位於其恆星宜居帶的系外行星的大氣中，科學家們發現了水蒸氣的存在，以及可能形成液態水的雲。但有一個問題。

　　發表在arXiv.org預印本伺服器上的一篇論文報告了這一發現，第二天在《自然天文學》雜誌上發表了另一篇同行評議的論文，也顯示在這顆行星的大氣中探測到了水蒸氣。這兩項研究都使用了先在arXiv.org上發表結果的團隊的觀測結果。

　　簡而言之，根據哈勃太空望遠鏡收集到的數據，研究人員獲得了一個重大發現——一顆名為K2-18b的系外行星的大氣層中存在水蒸氣，也有可能存在液態水雲。但另一支團隊選取並使用了其中的一些數據，也得出了類似的結論。

　　通常，研究人員先會發表他們的發現，然後另一個團隊才會拿著他們的數據獨立地重複第一個團隊的發現，或者嘗試發現一些新的東西。但這裡的情況並非如此。由倫敦大學學院的研究人員組成的團隊在《自然天文學》上發表了他們的文章，他們在另一支隊伍發表觀測結果前很久就開始使用這些數據了。

　　然而，值得注意的是，這些數據是免費使用並且公開的。

　　哈勃的「數據以開放的形式被發布到公共領域，」倫敦大學學院研究員英戈·瓦爾德曼在一封電子郵件中告訴天文在線。「除了公開存檔的數據外，我們還使用在天文在線上公開了好幾年的開源演演算法對其進行分析。」

　　然而，倫敦大學學院的團隊並沒有等那麼久才獲取數據並提交他們的研究。他們提交了研究報告的時間僅僅在在進行觀測的小組收到數據的17天後。進行觀測的小組的首席研究員、蒙特利爾大學系外行星研究所教授比約恩·本尼克這樣告訴天文在線。

　　現在，這兩次研究並沒有得出相同的結論，而且在許多方面都有所不同。例如，倫敦大學學院發布的研究報告稱這顆系外行星為「超級地球」。先發表研究的作者認為這一標籤是誤導，並將這顆行星稱為一顆「迷你海王星」，本尼克說。

　　此外，只有本尼克領導的研究提供了在這顆系外行星的大氣層中存在液態水雲層的證據。

　　但是，儘管並不完全相同，兩項研究都使用了本尼克團隊收集的數據，並得出了至少一個重要的重疊結論：水蒸氣存在於這顆系外行星的大氣中。

　　

　　圖源：NASA

　　兩項研究

　　在一項新的研究中，由蒙特利爾大學系外行星研究所教授比約恩·本尼克領導的一個研究小組發現，系外行星K2-18b的大氣層中有水蒸氣，甚至還有雨雲。

　　首先，由本尼克領導的大型國際團隊在arXiv.org預印本網站上發表了他們的發現：系外行星K2-18b的大氣中存在水蒸氣，可能有液態水雲。在該網站上，科學家可以在同行評議期刊上發表論文之前共享研究成果。同行評議是由同類領域的科學家對研究進行評估的過程，以確保該研究符合出版物的研究標準。

　　倫敦的研究小組將結果發表在同行評議期刊《自然天文學》上，他們利用本尼克小組以哈勃望遠鏡收集到的數據（論文中這樣標註了引用）分析出了這顆系外行星大氣中存在水蒸氣。

　　在周二的新聞發布會上，倫敦團隊在媒體禁令下向記者詳細介紹了他們的研究。在這種安排下，記者同意在特定時間發布新聞報道，以換取對研究的先睹為快。該系統旨在為記者提供必要的前置時間，以便對備受關注的研究進行更全面、更準確的報道

　　

　　圖源：history

　　追逐系外行星K2-18

　　那麼，到底發生了什麼?以下是我們所知道的。

　　2015年，美國宇航局的開普勒太空望遠鏡發現了奇怪的系外行星K2-18b，它的大小是地球的兩倍，體積是地球的八倍，位於其恆星的宜居區，距離地球110光年。

　　不久之後，本尼克提出請求，用哈勃太空望遠鏡觀察該行星，並且發現了該系外行星上存在液態水雲層的證據，他告訴天文在線。哈勃望遠鏡和其他主要望遠鏡和天文台的使用時間非常寶貴，在研究人員提交完整的建議后，這些時間將被分配給特定的項目。在一些建議周期中，哈勃收到的請求數是它所能提供的觀測量的五倍。

　　本尼克的團隊在一段時間前通過這些觀測發現了K2-18b大氣中水蒸氣的證據，本尼克說。然後，該團隊繼續分析數據，以尋找液態水雲的證據，他們確實做到了。

　　本尼克的團隊在2016年至2018年間一直在觀測這顆系外行星凌其母紅矮星的狀況。然後他們花了下一年的時間分析這些數據，得出了在報告中體現的複雜結論。

　　

　　圖源：PAgraphic

　　在此期間，倫敦大學學院的研究人員利用這些數據進行了類似的分析，並像本尼克的團隊一樣，在系外行星的大氣層中檢測到了水蒸氣。然而，本尼克的論文包含了關於行星本身的更多細節，並提供了液態水雲，甚至可能有雨的證據。

　　「禁令文件稱他們使用的數據集包含比約恩·本尼恩的產品改進，以支持哈勃的觀測。該產品改進不在作者名單上，意味著另一個團隊在競賽中使用了公開可用的數據。」麻省理工學院的天文學家、行星科學家、教授薩拉·西格爾沒有參與這兩項研究，她在給天文在線的一封電子郵件中說。

　　記住，這些數據是公開的，任何人都可以使用。

　　「從技術上講，獲取這些數據並不違法，」本尼克對天文在線說。

　　此外，他補充說，倫敦團隊也探測到水蒸氣的事實，「並不令人驚訝，因為，我們的團隊做得很好，美國宇航局和太空望遠鏡的觀測也都很好……用同樣的方法來分析數據……這對其他團隊要求不高。」

　　他繼續說，這在某種程度上是好的，因為這表明兩個研究小組都「已經查看了數據，並分別證明了該行星上有對水分的吸收跡象。」

　　但是，本尼克說，「我對他們就那樣拿走了我們的數據並不感到高興……關於這件事，他們根本沒有聯繫我。」

　　簡而言之，本內克和他的團隊認為他們已經有了一個獨特的發現，結果卻發現他們的數據幫助另一個團隊得出了相似而重合的結論。

　　

　　圖源：americaspace

　　發表結果的競賽

　　科學和體育一樣，總要進行追逐第一名的競賽。

　　「在系外行星科學領域，有很多情況下，同一主題的兩篇相互競爭的論文會同時發表，但通常這種情況里不會有產品改進數據集，因為通常的標準做法是把數據分析和發表留給進行產品改進的團隊，」西格爾說。

　　這種背離標準做法的行為，可能會讓倫敦隊伍的行為看起來更像競爭。但再次重申，他們這樣做沒有違反任何法律，因為他們在窗口期（即指定的「專利期」）后才使用了哈勃這方面的數據。窗口期旨在作為緩衝，便於開展觀測的科學團隊首先公布他們的發現。

　　「倫敦大學學院研究使用的所有數據都可以在STScI MAST檔案中公開獲取——事實上，觀測數據已經被公開存檔了，」瓦爾德曼在給Space.com的郵件中說。

　　「我們知道，其他研究人員在預印本平台arXiv上發表了研究報告，宣布了類似的發現。由於這不是一項同行評審的研究，我們在它被證實前不能評論。如果這項研究通過同行評審，它將有力地證實我們的結果，這就非常棒了。」

　　這種奇怪的情況幾乎和K2-18b本身一樣奇怪。「一切照舊」的程序當然不適用於這些發現。

　　儘管這顆系外行星的發現之爭可能會激怒一些科學界人士，但是對於我們了解系外行星、以及在地球和太陽系之外尋找水分來說，這兩篇論文的結論都是巨大的進步。