開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒-22b(Kepler-22b,KOI-087.01)是(shi)一顆在類太(tai)(tai)陽(yang)恒星(xing)開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒22宜居帶內運行(xing)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)系外行(xing)星(xing)。它位于天(tian)鵝座中,距(ju)地(di)球約638光年(nian)(196秒差距(ju)),開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒22比(bi)較暗(an)淡(dan),無法用肉眼看(kan)到。美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局(NASA)的(de)(de)開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒太(tai)(tai)空望遠鏡于2009年(nian)5月12日第一次觀測到開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒22b凌星(xing)現(xian)象,2011年(nian)12月宣布其發現(xian)。它是(shi)已知的(de)(de)第一個在類太(tai)(tai)陽(yang)恒星(xing)的(de)(de)宜居帶軌道(dao)上(shang)運行(xing)的(de)(de)行(xing)星(xing),該(gai)行(xing)星(xing)的(de)(de)表面可(ke)能存在液態(tai)水。
開(kai)普(pu)勒22b的(de)大小(xiao)約是地(di)球(qiu)的(de)2.4倍,其質量和表(biao)(biao)面組成雖然未知,但排除了類似地(di)球(qiu)的(de)組成,并(bing)且它(ta)可能具有富含揮發物質的(de)液(ye)態或氣態外殼。有證據表(biao)(biao)明,假設該表(biao)(biao)面不(bu)受極(ji)端溫室效應(ying)加熱的(de)影響,那么行(xing)星表(biao)(biao)面溫度(du)適中(zhong)。在沒有大氣圈的(de)情(qing)況下,且反照率(lv)和地(di)球(qiu)一樣,那其熱平衡溫度(du)約為262K(?11°C),而地(di)球(qiu)為255K(?18°C)。
2009年5月(yue)(yue)12日,開普勒(le)太(tai)空望遠鏡在(zai)剛剛開始科學運(yun)作的(de)(de)第(di)三(san)天,就觀察到了(le)(le)Kepler-22b在(zai)其恒星(xing)(xing)前的(de)(de)第(di)一次凌(ling)星(xing)(xing)。2010年12月(yue)(yue)15日發(fa)現其第(di)三(san)次凌(ling)星(xing)(xing)。之后,斯皮策太(tai)空望遠鏡和地(di)面觀測提(ti)供了(le)(le)更多的(de)(de)確認數據。2011年12月(yue)(yue)5日,公(gong)布該顆行星(xing)(xing)的(de)(de)發(fa)現。威廉·伯魯奇(William Borucki)是NASA加州艾(ai)姆(mu)斯研究中心的(de)(de)科學家,也是開普勒(le)望遠鏡項目(mu)的(de)(de)首席科學家,同時是他領導了(le)(le)這個發(fa)現。
開普勒22b的半(ban)徑大約是(shi)地(di)球的2.4倍(bei)。它的質(zhi)量(liang)和表面組成仍然(ran)未知,僅建立了一些非常粗略的估計:在(zai)(zai)3σ置信極限下(xia),它質(zhi)量(liang)小于地(di)球質(zhi)量(liang)的124倍(bei),在(zai)(zai)1σ置信區(qu)(qu)間下(xia),它質(zhi)量(liang)小于地(di)球質(zhi)量(liang)的36倍(bei)。Kipping等人采用(yong)的模型。(2013)無(wu)法可靠地(di)檢測到質(zhi)量(liang)(最佳擬合值僅比(bi)1σ置信區(qu)(qu)間稍大)。
被科學家稱為“水世界”的(de)開(kai)普(pu)勒(le)22b可能是一顆“海洋行星”。盡管開(kai)普(pu)勒(le)22b與GJ 1214 b不(bu)同,但它(ta)也位于適居帶,因(yin)此它(ta)可能也與富含水的(de)行星GJ 1214 b相類似(si)。通過對恒星系統(tong)的(de)徑向速度測量(liang),已經排除了少于1σ不(bu)確定(ding)性的(de)類似(si)地(di)球(qiu)的(de)組(zu)成。因(yin)此,它(ta)可能具有更易揮發(fa)的(de),具有液態或氣態外殼的(de)成分;這將(jiang)使(shi)其(qi)類似(si)于已知的(de)最小氣體(ti)行星開(kai)普(pu)勒(le)-11f。
開普(pu)(pu)勒(le)22b是(shi)圍繞開普(pu)(pu)勒(le)22公轉(zhuan)的(de)太(tai)陽系外(wai)行星。位于(yu)(yu)天鵝座,距地球(qiu)約587光年(180秒差距)。它是(shi)由開普(pu)(pu)勒(le)太(tai)空望遠鏡(jing)于(yu)(yu)2011年12月發現的(de)。
母恒星(xing)開(kai)普(pu)勒22是一顆G型(xing)恒星(xing),其質(zhi)量比太陽小(xiao)(xiao)3%,體積(ji)小(xiao)(xiao)2%,表(biao)面溫度為(wei)(wei)5,518K(5,245°C),而太陽的(de)(de)表(biao)面溫度為(wei)(wei)5,778K(5,505°C)。這顆恒星(xing)大約有40億年(nian)的(de)(de)歷史。相比之下,太陽已(yi)有46億年(nian)的(de)(de)歷史。開(kai)普(pu)勒22的(de)(de)視星(xing)等為(wei)(wei)11.5,這意(yi)味著它太暗,以致不能用肉眼看(kan)到。
當(dang)前(qian)可獲得(de)的行(xing)星軌(gui)道參數僅有軌(gui)道周期(qi)(大約(yue)290天)和(he)傾角(大約(yue)90°)。從(cong)地球上(shang)(shang)看,開普勒22b可以在(zai)其母(mu)恒(heng)星的圓(yuan)面(mian)上(shang)(shang)定期(qi)通過發生(sheng)凌星現(xian)象。為(wei)了獲得(de)有關(guan)行(xing)星軌(gui)道細節(jie)的更多信息,需要使用(yong)其他的行(xing)星探測(ce)方法(fa),如徑(jing)向速度法(fa)。開普勒-22b自從(cong)發現(xian)以來(lai)就已在(zai)它本身上(shang)(shang)執行(xing)過此(ci)類方法(fa),但這些方法(fa)尚(shang)未檢測(ce)到行(xing)星偏心率的準確值,因(yin)此(ci)(截至(zhi)2012年3月)天文學家(jia)僅表態了該行(xing)星質(zhi)量的上(shang)(shang)限。
開(kai)(kai)普勒(le)系外衛星搜索項目(HEK,The Hunt for Exomoons with Kepler)研究了(le)開(kai)(kai)普勒(le)太(tai)空望遠鏡對(dui)該行星的(de)(de)光度測定,為了(le)找到任何(he)可能由軌(gui)道(dao)衛星引起的(de)(de)凌星時間和持續時間變化(hua)的(de)(de)證據。不過結果是沒有(you)發現這(zhe)種變化(hua),因此排(pai)除了(le)質(zhi)量(liang)(liang)大于0.54地(di)球質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)開(kai)(kai)普勒(le)22b衛星的(de)(de)存在。
開(kai)普(pu)(pu)勒(le)22b距離其母(mu)恒星(xing)(xing)開(kai)普(pu)(pu)勒(le)22的(de)距離要(yao)比地(di)球距離太陽(yang)少15%。但從開(kai)普(pu)(pu)勒(le)22b的(de)母(mu)星(xing)(xing)所發(fa)射出的(de)光輻射比太陽(yang)少25%。綜合考(kao)慮較遠(yuan)的(de)平(ping)均距離和較低的(de)光輻射,行星(xing)(xing)表(biao)面存(cun)在適合生命(ming)生存(cun)的(de)溫(wen)度(du),但前提是假定該行星(xing)(xing)表(biao)面沒有極(ji)端的(de)溫(wen)室效應加熱。
科學家預測(ce)如(ru)(ru)果該行星(xing)(xing)無大氣(qi)層,其表面熱平衡溫(wen)度(du)大約是(shi)-11°C。如(ru)(ru)果有(you)類似地球因為大氣(qi)層造成(cheng)的(de)溫(wen)室效應,該行星(xing)(xing)表面的(de)溫(wen)度(du)大約是(shi)22°C。但如(ru)(ru)果開(kai)普勒22b在(zai)高度(du)橢圓的(de)軌(gui)道上運行,其表面溫(wen)度(du)變化將非常大。最近的(de)估(gu)(gu)計(ji)表明,開(kai)普勒22b處于以當(dang)代(dai)金星(xing)(xing)和早期火星(xing)(xing)限(xian)定的(de)經驗宜(yi)(yi)居帶中的(de)可(ke)能性(xing)超過(guo)95%(基于這些行星(xing)(xing)何(he)時(shi)可(ke)能支持宜(yi)(yi)居條件的(de)估(gu)(gu)計(ji)),但位于環繞恒星(xing)(xing)的(de)傳統(tong)適居帶的(de)概率少于5%(根據一維無云輻(fu)射對流(liu)模型估(gu)(gu)算)。
要(yao)注(zhu)意的(de)是,開(kai)(kai)(kai)普勒22b可(ke)能因為(wei)其體積過大而(er)難以存(cun)(cun)在(zai)生(sheng)命(ming)(ming)。其狀態可(ke)能比較(jiao)不(bu)像地球(qiu),反而(er)較(jiao)接(jie)近海(hai)王星(xing),擁(yong)有(you)一個巖(yan)石核(he)(he)心和液體與氣體混合(he)的(de)表面,或(huo)者完全是液態海(hai)洋(yang)的(de)表面。無論如何,開(kai)(kai)(kai)普勒項(xiang)(xiang)目的(de)一位科(ke)學家娜塔莉·巴塔爾哈(Natalie Batalha)推測“如果行星(xing)主要(yao)是海(hai)洋(yang),巖(yan)石核(he)(he)心很(hen)小,那么在(zai)這樣的(de)海(hai)洋(yang)中生(sheng)存(cun)(cun)生(sheng)命(ming)(ming)就不(bu)會沒有(you)可(ke)能。”。該(gai)行星(xing)存(cun)(cun)在(zai)生(sheng)命(ming)(ming)的(de)可(ke)能性促使(shi)SETI在(zai)將要(yao)執行的(de)研究中把開(kai)(kai)(kai)普勒22b列為(wei)優(you)先選項(xiang)(xiang)。
這顆(ke)行星(xing)(xing)并不像(xiang)國內一(yi)些媒體所傳的(de)(de)(de)那樣,是(shi)“首(shou)(shou)顆(ke)適合居(ju)住的(de)(de)(de)類(lei)地行星(xing)(xing)”。NASA的(de)(de)(de)官方網站在發布這一(yi)消息時,使用的(de)(de)(de)標題是(shi)“NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”,正確(que)地翻譯成(cheng)中文(wen)應該是(shi)“NASA開普(pu)勒計(ji)劃(hua)證實它的(de)(de)(de)首(shou)(shou)顆(ke)位于類(lei)太陽恒星(xing)(xing)宜居(ju)帶中的(de)(de)(de)行星(xing)(xing)”這里的(de)(de)(de)“首(shou)(shou)顆(ke)”,指的(de)(de)(de)只(zhi)是(shi)開普(pu)勒計(ji)劃(hua)證實的(de)(de)(de)首(shou)(shou)顆(ke),而(er)并非天文(wen)學家(jia)發現的(de)(de)(de)首(shou)(shou)顆(ke)宜居(ju)行星(xing)(xing)。
開普勒探測器必須(xu)觀測到(dao)4次星(xing)(xing)(xing)光(guang)變暗(an),才(cai)能確定(ding)這一(yi)現象確實是(shi)由(you)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)遮擋星(xing)(xing)(xing)光(guang)所致——這一(yi)步驟就叫做“證(zheng)(zheng)實”。在2011年2月開普勒公布的(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)候選者中(zhong),可(ke)能位于“宜(yi)居(ju)帶(dai)”中(zhong)的(de)共有54顆(ke)(ke),而此次宣(xuan)布的(de)“開普勒-22b”就是(shi)其中(zhong)第一(yi)顆(ke)(ke)得到(dao)證(zheng)(zheng)實的(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)。在最新(xin)公布的(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)候選者中(zhong),可(ke)能位于“宜(yi)居(ju)帶(dai)”中(zhong)的(de)仍有48顆(ke)(ke)。因此,這也是(shi)最適(shi)于人類(lei)宜(yi)居(ju)的(de)星(xing)(xing)(xing)球。