開普勒發(fā)現(xiàn)的值得關(guān)注的太陽系外行星

2015 年1 月6 日，“開普勒”團(tuán)隊(duì)宣布新觀測(cè)到8 顆系外行星，這使得其目前確定的系外行星數(shù)量達(dá)到1000 顆。令人興奮的是，在這8 顆行星中，有3 顆位于恒星周圍的宜居帶上，并且其中的開普勒-438b 和開普勒-442b 是類地行星，也是迄今發(fā)現(xiàn)的最像地球的行星之一?！伴_普勒”任務(wù)的科學(xué)家湯姆斯？ 巴里說：“在類似太陽的恒星周圍的宜居帶上發(fā)現(xiàn)一顆行星，是探索真正的類地行星進(jìn)程中一個(gè)重要的里程碑?！?/p>

開普勒-62 星系和太陽系

開普勒-6 2星系位于天琴座， 有5顆行星， 距離地球約1 2 0 0光年。開普勒-6 2星系的主恒星是一顆名為K2矮星的恒星，其體積是太陽的2/3，但亮度只有太陽的1/5。這顆恒星已有7 0億年的歷史，比太陽還要老一些。

與太陽系非常相似，開普勒-6 2星系有兩顆位于宜居帶的行星，即開普勒-6 2f 和開普勒- 6 2e。開普勒- 6 2f 的公轉(zhuǎn)周期為2 6 7天，體積是地球的1. 4倍， 是當(dāng)時(shí)已知的位于宜居帶的最小的系外行星。開普勒-6 2e 的公轉(zhuǎn)周期為1 2 2天，體積約為地球的1.6倍。

開普勒-6 2f 的體積已知，但其質(zhì)量和成分我們還無從知曉。不過，對(duì)比之前發(fā)現(xiàn)的同樣大小、表面凹凸不平的系外行星，科學(xué)家估測(cè)開普勒-6 2f的質(zhì)量可能是地球的1.4 1倍或2.8 0倍。

開普勒-62星系還有另外三顆行星，分別為開普勒-62b、開普勒-6 2c 和開普勒-6 2d，都位于這兩顆類地行星的內(nèi)側(cè)。其中的兩顆大于地球，一顆與火星大小相當(dāng)，公轉(zhuǎn)周期分別為5天、1 2天和1 8天。因此，它們的表面溫度非常高，不適宜生命居住。

第一顆地球大小的行星開普勒- 1 8 6f 是第一顆已被證實(shí)的與地球大小相當(dāng)、在宜居帶上繞其主恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星。開普勒-186f的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了其他恒星周圍的宜居帶上也存在與地球大小相當(dāng)?shù)男行?，是類地行星探索中的一次重大進(jìn)步。有人說，如果你生活在開普勒-1 8 6f上，傍晚將看到地平線附近有四顆行星和一顆橙色“太陽”，夜晚有絢麗的極光在空中舞動(dòng)。美國航空航天局艾姆斯研究中心的托馬斯· 巴克萊說：“我們觀測(cè)到的所有行星中，開普勒-1 8 6f是最有可能孕育生命的星球?！遍_普勒-1 8 6f的體積不到地球的1.1倍，雖然其質(zhì)量和成分仍然未知，但之前的研究表明，它的表面很可能是巖質(zhì)的。在它之前，最像地球的行星是開普勒-6 2f。

開普勒-186f每130天繞其主恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周，獲得的能量相當(dāng)于地球獲得能量的1/3，位于宜居帶的外緣附近。正午時(shí)分，從開普勒- 1 8 6f 的表面看其主恒星的亮度，與太陽落山前1小時(shí)照在地球上的亮度相近。

開普勒- 1 8 6星系位于距離地球約5 0 0光年的天鵝座中，其主恒星的體積和質(zhì)量約為太陽的1/2，是一顆昏暗的紅矮星。這顆紅矮星具有較強(qiáng)活躍性，可產(chǎn)生高頻耀斑和較強(qiáng)的輻射風(fēng)。該星系還有4顆內(nèi)行星，在軌道上依次排開。

就像我們的地球

要想確定一顆行星是否由巖石、水和氣體構(gòu)成，科學(xué)家必須知道它的大小和質(zhì)量。如果無法直接確定行星的質(zhì)量，還可以根據(jù)大小推測(cè)其構(gòu)成。

兩顆新近確認(rèn)的行星，開普勒-4 3 8b 和開普勒-4 4 2b，直徑均不到地球的1.5倍。開普勒- 4 3 8b 距離地球4 7 5光年，體積比地球大1 2%，每3 5.2天環(huán)繞其主恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周。開普勒-4 4 2b 距離地球1 1 0 0光年，體積比地球大3 3%，每1 1 2天繞其主恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周。

開普勒- 4 3 8 b 和開普勒-4 4 2b 所處的恒星系統(tǒng)位于天琴座，其主恒星的體積均比太陽小，溫度也比太陽低，因此宜居帶的范圍更小。參與該項(xiàng)研究的美國航空航天局艾姆斯研究中心對(duì)外星球智能研究所參與“開普勒”任務(wù)的科學(xué)家多·卡德沃說：“有關(guān)這些體積較小的多石世界的每一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)都會(huì)增強(qiáng)我們的決心，用不了多久，我們就可以知道像地球這樣溫度適宜、表面多石的系外行星是什么樣子?！?/p>

“開普勒空間望遠(yuǎn)鏡收集數(shù)據(jù)已超過4年，足以使我們梳理出以地球年公轉(zhuǎn)的地球大小的候選行星。”艾姆斯研究中心對(duì)外星球智能研究所參與“開普勒”任務(wù)的科學(xué)家弗戈·馬拉里說，他牽頭對(duì)新候選行星目錄進(jìn)行了分析。“我們距離找到圍繞太陽大小的其他恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的姊妹地球已經(jīng)越來越近?！?/p>

此外，“開普勒”發(fā)現(xiàn)的值得我們關(guān)注的系外行星還有位于開普勒- 2 9 6星系宜居帶上的兩顆行星——開普勒-2 9 6e和開普勒- 2 9 6 f。它們都在2 0 1 4年2月2日被宣布發(fā)現(xiàn)。開普勒-2 9 6e 是顆超大地球，半徑是地球半徑的1 . 7 5倍，每3 4. 1天繞開普勒- 2 9 6運(yùn)轉(zhuǎn)一周。開普勒-2 9 6f 的半徑是地球半徑的1.7 9倍，環(huán)繞開普勒-2 9 6一周需6 3.3天。

目前，科學(xué)家正在根據(jù)最新的各項(xiàng)發(fā)現(xiàn)估計(jì)巖質(zhì)行星出現(xiàn)在像太陽這樣的恒星宜居帶上的概率。這是向?qū)崿F(xiàn)“了解我們?cè)谟钪嬷械奈恢谩边@一目標(biāo)邁出的重要一步。

科學(xué)家也在為發(fā)布“開普勒”下一個(gè)4年數(shù)據(jù)集的目錄做準(zhǔn)備。他們將使用先進(jìn)的軟件對(duì)最后一個(gè)月收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這種軟件對(duì)地球大小的小行星發(fā)出的微弱信號(hào)比過去使用的軟件更為敏感。

美國航空航天局華盛頓總部科學(xué)任務(wù)理事會(huì)首席助理約翰·格蘭菲德說：“‘開普勒’無疑是科學(xué)史上的巨星，在宜居帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)這些巖質(zhì)行星使我們向探索類地行星的目標(biāo)更近了一步?，F(xiàn)在，最終搞清銀河系只有地球這樣一個(gè)稀罕的行星還是存在大量類地行星只是一個(gè)時(shí)間問題?！?/p>