開普勒

開普勒

太陽系外行星
開普勒186f(英語:Kepler-186f)是一顆環繞紅矮星開普勒186的太陽系外行星,距離地球約492光年。該行星是第一顆在太陽以外恒星旁發現的适居帶内半徑與地球相若的系外行星。NASA的開普勒空間望遠鏡以淩日法偵測到開普勒-186f和另外4顆距離母恒星更近,且半徑都稍大于地球的系外行星。天文學家耗時3年分析資料找到了開普勒-186f存在的訊号,最初于2014年3月19日在研讨會上報告這項發現,并且在當時有部分細節在媒體上報道。相關發現的論文發表于期刊《科學》後不久于同年4月17日向社會大衆全面公開。[1]
  • 中文名:開普勒-186f
  • 外文名:Kepler-186f
  • 别名:
  • 分類:
  • 發現者:NASA
  • 質量:
  • 平均密度:
  • 直徑:
  • 表面溫度:
  • 逃逸速度:
  • 反照率:
  • 視星等:
  • 絕對星等:
  • 自轉周期:
  • 赤經:19h 54m 36.651
  • 赤緯:(δ) +43° 57′ 18.06″
  • 距地距離:492 ly (151 pc)
  • 半長軸:(a) 0.356 AU
  • 離心率:
  • 公轉周期:129.9459 d
  • 平近點角:
  • 軌道傾角:(i)89.9°
  • 升交點經度:
  • 母恒星:開普勒186
  • 星座:天鵝座
  • 半徑:1.11 R⊕
  • 發現方法:淩日法
  • 其他名稱:KOI-571.05

星體數據

開普勒-186f的半徑較地球大約11%。其質量、密度與位置未知;如果該星球全由鐵組成,質量預估0.32M⊕─3.77M⊕(全為水或冰的狀态);如果組成與地球相近(1/3鐵、2/3矽組成的岩石),質量有可能會是1.44M⊕。由氫和氦組成的厚重大氣層被認為不可能在半徑小于1.5R⊕的行星形成。年輕的紅矮星輻射的極紫外線量遠高于年老紅矮星,因此行星的原始大氣可能會在紅矮星輻射大量極紫外線時遭到光緻蒸發(英語:Photoevaporation),使大氣層中大量的氫和氦經由流體動力質量流失(英語:Hydrodynamicescape)被剝離。

SETI協會調查目标

截至2014年4月17日,天文學家嘗試使用艾倫望遠鏡陣接收來自開普勒-186f的無線電波約1個月的時間,但是在這期間并未接收到任何被認為和外星智慧生命科技相關的訊号。然而,如果輻射源是輻射各同向性,這樣的電波就需要至少阿雷西博天文台10倍接收能力的望遠鏡才能接收到。

發現意義

NASA的天體物理學部門總監保羅·赫茲(Paul Hertz指出,發現開普勒-186f,是找到像地球一樣的星球的重要一步。

星體知識

宜居帶(habitable zone)是指行星距離恒星遠近合适的區域,在這一區域内,恒星傳遞給行星的熱量适中,既不會太熱也不太冷,能夠維持液态水的存在。除了“開普勒-186f”之外,該恒星系統還包括其它的四顆行星,它們分别是:開普勒-186b、開普勒-186c、開普勒-186d、開普勒-186e,但都離中央恒星太近溫度過高,不在“宜居帶”内。

研究曆史

NASA(美國航空航天局)的開普勒太空望遠鏡(Kepler Space Telescope)獲得重大進展。天文學家已經通過高度複雜的技術證實太陽系以外存在近1000顆行星,不過其中大部分都是像木星一樣的氣态巨行星,大氣層可能有毒性,周圍的環境不是太熱就是太冷,不适合液态水和生命體存在。NASA科學家經過測算Kepler-186f的質量和密度,證實其符合岩石行星的描述。該星球圍繞着紅矮星Kepler186運轉,其半徑估計是地球半徑的1.1倍,星球上擁有良好的大氣環境,處在适合液态水存在的“宜居帶”,那一區域對生命體來說不太熱也不太冷,很接近地球的環境。紅矮星Kepler186距地球500光年,Kepler-186f的軌道與水星相似,對于液态水來說過熱,但是紅矮星一般比太陽小,且溫度沒那麼高,而Kepler-186f又處在其恒星的宜居帶外緣,所以液态水可能存在。若液态水真的存在,那麼部分水可能在一段時間處于冰凍狀态。

Kepler-186f星球上是否有地表水,仍不得而知,有液态水存在可能性也并不意味着一定就有水。而且NASA所謂這顆行星處在“适于人類居住環境區間”并不是說它真的完全像地球一樣可任意孕育生命。其适宜居住性實際也處在人類可接受範圍的邊緣:比如說該行星繞恒星運行一周的時間大約為130天,從恒星獲得的能量也僅相當于地球從太陽獲得能量的1/3。NASA也說開普勒-186f星球上白天最亮的時候,大約也就相當于地球上落日前一小時的亮度。

Kepler-186f是其恒星星系中最外圍的一顆行星,處于宜居區的邊緣,這意味着其表面溫度可能過低,水有可能結冰。科學家Thomas Barclay表示:“開普勒-186f可以說是地球的表親,但和地球仍算不上雙胞胎。它在很多方面和地球都有相似之處。”他說,這顆行星雖然理論上似乎有适于居住的基礎,但可能相比地球,其表面更暗也更冷,确切溫度還得取決于其周圍的大氣。另一方面從其距離地球500光年的距離來看,以人類現有的科技,要趕往開普勒-186f恐怕也有些不現實——看樣子地球仍是宇宙中最大的奇迹啊。奎因塔納表示:“M型紅矮星是數量最多的恒星。銀河系中最初的生命迹象很有可能就會來自圍繞一顆紅矮星運行的系外行星。

”開普勒-186f的公轉周期是130天,其接收到的熱量值大約是地球從太陽那裡接收到的相應值的1/3,這就使其位于宜居帶範圍的外側邊緣。在開普勒-186f的正午時分站在地表向上看,這裡天空中的“太陽”的亮度大約僅相當于我們地球上太陽即将落下時候的感覺。美國航空航天局埃姆斯研究中心下屬灣區環境研究院的研究科學家,有關《科學》雜志論文的合着者托馬斯·巴克萊(Thomas Barclay)表示:“這顆行星位于宜居帶這一事實并不代表我們确定這顆行星本身就是宜居的。這顆行星地表的實際溫度在很大程度上取決于它擁有何種大氣層。”他說:“因此開普勒-186f或許可以被視作是地球的堂兄弟,但不是雙胞胎。但它的确在很多方面都和地球很相似。

”開普勒-186系統中的另外4顆成員是:Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以及Kepler-186。圍繞它們的“太陽”的公轉周期分别是4天、7天、13天以及22天,這樣近的軌道距離讓它們的地表溫度太高,生命無法在這樣的環境下存活。這4顆距離較近的行星的大小也都在地球的1.5倍以下。接下來的工作将包括接着搜尋真正的“地球雙胞胎”,即那些地球大小,且在宜居帶中圍繞一顆與太陽相似的恒星運行的系外行星,并且要測出它的化學成分。

開普勒空間望遠鏡是美國航空航天局首台擁有觀測地球大小系外行星的探測設備,在其運行期間對超過15萬顆恒星周圍進行了搜尋。美國航空航天局埃姆斯研究中心主要負責開普勒空間望遠鏡的地面系統的開發,任務操作以及科學數據分發。JPL則負責整個開普勒項目的開發工作。科羅拉多州的鮑爾宇航技術公司開發了開普勒空間望遠鏡的飛行系統并與科羅拉多大學合作,對任務操作和控制提供支持。

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