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学术纷争?两篇学术论文“抢着”公布在系外行星上发现水蒸气

2019-12-01 15:43:11 3256
摘要:在一颗位于恒星宜居带的系外行星上,科学家们在这颗行星的大气层中发现了水蒸气,以及可能会形成液态水的云。例如,伦敦大学学院发布的研究报告就将这颗系外行星称为“超级地球”。论文引用了本内克小组收集的哈勃望

在一颗位于恒星可居住区的外行星上,科学家发现水蒸气和云可能在行星大气层中形成液态水。

但是这个发现有一个问题。

9月10日晚些时候,一篇发表在预印平台arxiv.org上的论文做出了这一发现,而9月11日,另一篇发表在《自然天文学》杂志上的同行评议论文也对行星大气中水蒸气的发现做出了结论。然而,这两项研究使用了首次在arxiv.org发表的研究小组的观察结果。

简而言之,研究人员根据哈勃太空望远镜收集的数据,在一颗名为k2-18b的太阳系外行星的大气中发现了可能形成液态水的水蒸气和云,而另一个团队利用一些数据得出了类似的结论。

通常,在研究人员公布他们的发现后,另一个团队会使用他们的数据独立地获得第一个团队的发现,或者尝试发现一些新的东西,但是这次不同。这篇发表在《自然天文学》上的文章是由伦敦大学学院的研究人员撰写的,他们早在最后一个小组发表观测结果之前就开始使用这些数据了。

这些数据必须公开和自由使用。

伦敦大学学院研究员英戈·瓦尔德曼(Ingo waldmann)在一封电子邮件中表示:“哈勃的数据已经作为开放存取数据发布到公共领域。除了公开归档数据之外,我们还使用开源算法来分析数据,这些算法已经在github上发布了好几年。”

然而,伦敦大学学院的研究团队没有等那么久就使用数据并提交了他们的研究。蒙特利尔大学太阳系外行星研究所教授比约恩·本纳克(Bjorn benneke)表示,伦敦大学学院的研究小组在第一个观察小组宣布发现收到数据后17天提交了研究报告。

目前,这些研究还没有得出相同的结论,而且它们的结论在许多方面是不同的。例如,伦敦大学学院发布的研究报告称这颗系外行星为“超级地球”。然而,本纳克说,首次发表这项研究的作者认为这个标签具有误导性,并把这颗行星称为“迷你海王星”。

此外,只有本纳克领导的研究能够提供太阳系外行星大气中液态水云的证据。

尽管这两项研究并不完全相同,但它们都使用了本纳克团队收集的数据,并得出了至少一个主要的重叠结论:这颗系外行星的大气层中存在水蒸气。

两种不同的研究

首先,在提交给同行评审的学术期刊之前,由本纳克领导的一个大型国际团队于9月10日晚些时候在arxiv.org平台上公布了他们在外行星k2-18b大气层中发现的水蒸气和潜在液态水云。(同行评审是同一领域的科学家评估一项研究以确保其符合出版物的研究标准的过程)。《rxiv.org》的预印本也已提交给《天文学杂志》。

伦敦大学学院的研究小组也在9月11日的同行评议期刊《自然天文学》上发表了他们的发现。该论文引用了本纳克小组收集的哈勃数据,在k2-18b系外行星的大气中发现了水蒸气。

尽管媒体禁止,伦敦研究小组在周二的新闻发布会上详细介绍了他们的发现。根据这一过程,记者通常同意在特定时间发表新闻报道,以换取对研究的初步了解。这主要是为记者提供必要的准备时间,以便更全面、更准确地报道高调的研究。

太阳系外行星k2-18b

我们现在发现了什么?

2015年,美国宇航局开普勒任务发现了一颗名为k2-18b的太阳系外行星。这颗奇怪的系外行星位于其恒星的可居住区,距离地球110光年,大约是地球的两倍大小,是其可居住区内其他行星质量的8倍。

不久后,本纳克请求用哈勃太空望远镜观察这颗行星,并在这颗系外行星上发现液态水云的证据。哈勃、其他大型望远镜和天文台的研究时间非常宝贵。只有在研究人员提交完整的提案后,特定的研究项目才能在特定的时间内使用望远镜进行研究。在一些提议周期中,哈勃望远镜甚至会收到比名义数量多五倍的提议。

Benneke说,他的团队不久前通过这些观察发现了k2-18b大气中水蒸气的证据。后来,研究小组继续分析数据,寻找液态水云存在的证据。结果,他们也得到他们想要的。

从2016年到2018年,本尼克的团队一直在观察这颗系外行星在其母星(一颗红矮星)前的过境现象。第二年,他们分析了这些数据,得出了论文中阐述的复杂结论。

与此同时,伦敦大学学院的研究人员也利用这些数据进行了类似的分析,并且像本纳克的团队一样,他们也在太阳系外行星的大气中探测到水蒸气。然而,本尼克的论文包含了更多关于行星本身的细节,并为行星上的液态水云,甚至可能是雨提供了证据。

天文学家、行星科学家、麻省理工学院教授莎拉·西格尔(Sarah Siegel)没有参与这项研究,但她在邮件中表示:被屏蔽的论文声称他们使用的数据是由学术领袖比约恩·本纳克收集的。学术领袖应该为哈勃的研究进行设计和努力,但是论文的作者栏没有学术领袖的名字,这意味着另一项研究被怀疑是恶意竞争。

这些数据是公开的,任何人都可以使用。“从技术上来说,获取这些数据并不违法,”benneke说。

此外,伦敦小组还发现了水蒸气,他补充道,“这是意料之中的,因为我们的小组做得非常好,美国宇航局和太空望远镜也进行了非常详细的观察……其他小组也可以用同样的方式分析这些数据,而无需任何努力。”

他接着说,这在某种程度上也是一件好事,因为这表明两个团队“已经详细研究了数据,并分别证明了地球上存在吸水特性。”

但是本纳克说,“他们直接拿走了数据,我有点担心...他们没有事先联系我。”

总的来说,本纳克和他的团队认为他们会有一个独特的发现,但却发现他们的数据帮助另一个团队得出了相似和重复的结论。

出版竞赛

像体育一样,科学注重先到先得。

西格尔说:“在太阳系外行星科学中,关于同一主题的两篇相互竞争的论文经常同时发表,但通常,学术带头人数据集的数据分析和公布是由学术带头人团队进行的。"

然而,伦敦大学学院的方法看起来更像是一种竞争行为。然而,他们再次没有违反任何法律,因为当他们使用哈勃数据时,一个时间窗口已经过去(一个指定的“专利期”,旨在允许进行原始观测的科学团队首次公布他们的发现)。

沃尔德曼在一封电子邮件中说:“伦敦大学学院用于研究的所有数据都可以在科学图书馆的主档案中公开获得,观察结果也已经公开存档。”。

“我们注意到,9月10日,其他研究人员在预印好的arxiv平台上发表了一份研究报告,结果相似。由于这是一项尚未经过同行评审的研究,在得到证实之前,我们无法发表评论。但是,如果这项研究通过同行评审,它将有力地证实我们的结果,这很好。”

这种奇怪的情况几乎和k2-18b本身一样奇怪。正常程序显然不适用于这些发现。

尽管这颗系外行星的发现可能会引起科学界的一些不满,但根据这两篇论文的结论,我们在理解和了解系外行星以及寻找地球和太阳系以外的水源方面已经向前迈出了一大步。

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