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發現者

這個被命名為開(kai)普(pu)勒-186f(開(kai)普(pu)勒-186f)的行星是由美國宇(yu)航局(NASA)的開(kai)普(pu)勒太(tai)空望遠鏡發現(xian)的。

星體特征

開(kai)普勒(le)-186f不(bu)僅大(da)小與(yu)地(di)球相(xiang)似(si)，而(er)且與(yu)所環(huan)繞的恒星(xing)(xing)距離也剛剛好，使其地(di)表(biao)有(you)可(ke)能(neng)(neng)存在(zai)液態的水(shui)。這(zhe)(zhe)顆行(xing)(xing)星(xing)(xing)的各種特(te)性(xing)，使其可(ke)能(neng)(neng)擁有(you)與(yu)地(di)球相(xiang)似(si)的特(te)征(zheng)。開(kai)普勒(le)-186f是其恒星(xing)(xing)星(xing)(xing)系中外(wai)圍的一顆行(xing)(xing)星(xing)(xing)，處于(yu)宜居(ju)(ju)區(qu)的邊緣，這(zhe)(zhe)意(yi)味(wei)著其表(biao)面(mian)溫度可(ke)能(neng)(neng)過低，水(shui)有(you)可(ke)能(neng)(neng)結冰(bing)。這(zhe)(zhe)個行(xing)(xing)星(xing)(xing)位處適(shi)于(yu)居(ju)(ju)住區(qu)域，但(dan)不(bu)意(yi)味(wei)著它就真的適(shi)于(yu)居(ju)(ju)住，這(zhe)(zhe)個行(xing)(xing)星(xing)(xing)是地(di)球的表(biao)親，但(dan)還稱不(bu)上雙胞(bao)胎。

星體數據

這顆行星位于天鵝座(Cygnus)，大小約(yue)為(wei)地球的(de)1.1倍，距(ju)離地球約(yue)500光年。它(ta)與其(qi)所環(huan)繞(rao)的(de)恒星距(ju)離不太近也(ye)不太遠。

開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f圍繞著(zhu)只有(you)太陽質量一(yi)半的(de)(de)紅(hong)矮星(xing)運動。雖然(ran)之(zhi)前(qian)(qian)也(ye)曾(ceng)經(jing)在“宜(yi)居帶”內發現過一(yi)些行(xing)(xing)星(xing)，但(dan)(dan)他們的(de)(de)體積(ji)相對都比(bi)較大(da)，最(zui)小的(de)(de)也(ye)比(bi)地球大(da)40%。相比(bi)之(zhi)下，“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”更類似于地球。“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”每隔130個地球日繞中央恒星(xing)公轉一(yi)周，獲得的(de)(de)能(neng)量僅為地球從太陽獲得能(neng)量的(de)(de)三分(fen)之(zhi)一(yi)。科學(xue)家(jia)表示，行(xing)(xing)星(xing)位于“宜(yi)居帶”上并不一(yi)定意味著(zhu)適宜(yi)生命生存(cun)，上面的(de)(de)溫度還強烈(lie)依賴于其大(da)氣層(ceng)的(de)(de)組成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分(fen)。“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”可看做地球的(de)(de)堂兄(xiong)（Earth-cousin）而不是孿(luan)生兄(xiong)弟(di)（Earth-twin）。雖然(ran)天文學(xue)家(jia)已經(jing)知道(dao)“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”的(de)(de)體積(ji)，但(dan)(dan)是其質量和組成(cheng)(cheng)還是未知的(de)(de)。根據(ju)之(zhi)前(qian)(qian)的(de)(de)研究(jiu)經(jing)驗，這(zhe)顆行(xing)(xing)星(xing)很(hen)可能(neng)是巖石行(xing)(xing)星(xing)。

軌道性質

開(kai)普勒(le)-186f的(de)軌道周期(qi)為(wei)129.9天，其軌道半徑是(shi)地(di)(di)日距離的(de)36%；因此在這(zhe)個距離無法確(que)認(ren)它是(shi)否被母(mu)恒(heng)星潮汐鎖定。因為(wei)母(mu)恒(heng)星的(de)光(guang)度并不高，開(kai)普勒(le)-186f接收到的(de)輻射(she)通量只(zhi)有地(di)(di)球的(de)32%。該星球位(wei)于適居帶中(zhong)，但位(wei)處(chu)其邊緣(yuan)，與(yu)太陽系當中(zhong)的(de)火星位(wei)置(zhi)類似(si)。

質量密度組成

開普勒-186f的(de)(de)(de)半徑較地球大約11%。其質(zhi)量(liang)(liang)、密度與位置未知；如果該星球全由鐵組成，質(zhi)量(liang)(liang)預估0.32M⊕─3.77 M⊕（全為水或冰(bing)的(de)(de)(de)狀態(tai)）；如果組成與地球相近(jin)（1/3鐵、2/3硅組成的(de)(de)(de)巖石），質(zhi)量(liang)(liang)有可能會是1.44 M⊕。由氫和氦(hai)組成的(de)(de)(de)厚重大氣(qi)(qi)層被認(ren)為不可能在半徑小于(yu)1.5R⊕的(de)(de)(de)行星形成。年輕(qing)的(de)(de)(de)紅矮星輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)紫外線(xian)量(liang)(liang)遠高(gao)于(yu)年老(lao)紅矮星，因此行星的(de)(de)(de)原始大氣(qi)(qi)可能會在紅矮星輻(fu)射(she)大量(liang)(liang)極(ji)(ji)紫外線(xian)時遭到(dao)光致蒸發，使(shi)大氣(qi)(qi)層中大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)氫和氦(hai)經由流體動力質(zhi)量(liang)(liang)流失被剝離。

協會調查目標

截至2014年4月17日，天文(wen)(wen)學家嘗試使用艾倫望遠(yuan)鏡(jing)陣(zhen)接收(shou)來自開普勒-186f的(de)無線電(dian)波約1個月的(de)時間，但是在(zai)這(zhe)期間并(bing)未(wei)接收(shou)到任何被認(ren)為和外星智慧(hui)生命科技相關的(de)訊號。然而，如果(guo)輻(fu)射(she)源是輻(fu)射(she)各同向性(xing)，這(zhe)樣的(de)電(dian)波就需(xu)要(yao)至少阿雷西博天文(wen)(wen)臺10倍接收(shou)能力(li)的(de)望遠(yuan)鏡(jing)才能接收(shou)到。

發現意義

NASA的(de)天體物理學部門總監保羅(luo)·赫(he)茲(Paul Hertz指(zhi)出，發現開(kai)普勒-186f，是找到像(xiang)地球一樣的(de)星球的(de)重要一步。

星體知識

宜居(ju)帶（habitable zone）是指(zhi)行星(xing)(xing)距(ju)離(li)恒(heng)星(xing)(xing)遠近合適(shi)的區域(yu)，在這(zhe)一(yi)區域(yu)內，恒(heng)星(xing)(xing)傳遞給(gei)行星(xing)(xing)的熱量(liang)適(shi)中，既不會太熱也不太冷，能夠(gou)維持液態水的存在。除(chu)了“開(kai)普勒(le)(le)-186f”之外，該(gai)恒(heng)星(xing)(xing)系統還包括其它(ta)的四顆行星(xing)(xing)，它(ta)們分(fen)別是：開(kai)普勒(le)(le)-186b、開(kai)普勒(le)(le)-186c、開(kai)普勒(le)(le)-186d、開(kai)普勒(le)(le)-186e，但都離(li)中央(yang)恒(heng)星(xing)(xing)太近溫(wen)度過高，不在“宜居(ju)帶”內。

研究歷史

NASA（美國航(hang)空航(hang)天局(ju)）的開(kai)普勒太(tai)(tai)(tai)空望遠鏡（Kepler Space Telescope）獲得重大(da)進展。天文學家(jia)已經通過高度(du)復雜的技術(shu)證實太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系(xi)以外存(cun)在近1000顆行星(xing)(xing)，不過其(qi)中大(da)部分都是(shi)像木星(xing)(xing)一樣的氣態(tai)巨行星(xing)(xing)，大(da)氣層可能有毒性，周圍的環境不是(shi)太(tai)(tai)(tai)熱就(jiu)是(shi)太(tai)(tai)(tai)冷，不適(shi)合液(ye)態(tai)水(shui)和(he)生命體存(cun)在。

而科學家(jia)經過測算(suan)開普(pu)勒-186f的(de)(de)(de)質量和密度(du)，證實其(qi)符合(he)巖(yan)石行星的(de)(de)(de)描(miao)述。該(gai)星球(qiu)圍(wei)繞著紅矮星開普(pu)勒-186f運轉(zhuan)，其(qi)半徑(jing)估計是地球(qiu)半徑(jing)的(de)(de)(de)1.1倍(bei)，星球(qiu)上擁有(you)良好的(de)(de)(de)大氣環境(jing)，處在適(shi)合(he)液態水存在的(de)(de)(de)“宜居帶(dai)”，那一區域對生命體(ti)來說(shuo)不太熱也不太冷，很接近地球(qiu)的(de)(de)(de)環境(jing)。

紅矮(ai)(ai)星(xing)開普勒-186f距(ju)地(di)球500光(guang)年，開普勒-186f的軌道與水(shui)星(xing)相似，對于(yu)液態水(shui)來說過熱(re)，但是紅矮(ai)(ai)星(xing)一(yi)般比太陽小，且溫度沒那么高(gao)，而開普勒-186f又處在其恒星(xing)的宜居帶(dai)外緣(yuan)，所以液態水(shui)可能(neng)存(cun)在。若液態水(shui)真(zhen)的存(cun)在，那么部分水(shui)可能(neng)在一(yi)段時(shi)間處于(yu)冰凍狀態。

開普勒-186f星(xing)球(qiu)上是否有(you)地(di)表水，仍不(bu)得(de)而(er)知，有(you)液態水存在可(ke)能(neng)性也(ye)并不(bu)意味著(zhu)一(yi)(yi)(yi)定就有(you)水。而(er)且NASA所謂這(zhe)顆行(xing)星(xing)處在“適于人(ren)類居(ju)(ju)住環境區間”并不(bu)是說(shuo)它(ta)真的(de)(de)(de)(de)完(wan)全(quan)像地(di)球(qiu)一(yi)(yi)(yi)樣(yang)可(ke)任(ren)意孕育生命。其適宜居(ju)(ju)住性實際也(ye)處在人(ren)類可(ke)接受(shou)范圍的(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)：比(bi)如說(shuo)該行(xing)星(xing)繞(rao)恒星(xing)運行(xing)一(yi)(yi)(yi)周(zhou)的(de)(de)(de)(de)時間大約為130天(tian)，從恒星(xing)獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)也(ye)僅相(xiang)(xiang)當于地(di)球(qiu)從太陽獲(huo)得(de)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)1/3。NASA也(ye)說(shuo)開普勒-186f星(xing)球(qiu)上白天(tian)亮的(de)(de)(de)(de)時候(hou)，大約也(ye)就相(xiang)(xiang)當于地(di)球(qiu)上落日(ri)前一(yi)(yi)(yi)小(xiao)時的(de)(de)(de)(de)亮度。

科學家Thomas Barclay表示：“開普(pu)勒-186f可(ke)以說是地(di)球的(de)(de)表親，但和(he)地(di)球仍算不上雙胞胎。它在很多方面(mian)和(he)地(di)球都有(you)相似(si)之(zhi)處(chu)。”他(ta)說，這(zhe)顆行星雖然理論上似(si)乎有(you)適于居住的(de)(de)基礎，但可(ke)能相比地(di)球，其表面(mian)更暗也更冷，確(que)切溫度還得取決于其周圍的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)。另一方面(mian)從(cong)其距離地(di)球500光年的(de)(de)距離來看(kan)，以人類(lei)現有(you)的(de)(de)科技，要趕往開普(pu)勒-186f恐(kong)怕也有(you)些不現實——看(kan)樣子地(di)球仍是宇宙(zhou)中大(da)(da)的(de)(de)奇跡啊(a)。

奎因塔納表示：“M型紅(hong)(hong)矮星(xing)(xing)是數(shu)量多的(de)恒星(xing)(xing)。銀河系(xi)中最初的(de)生命跡象很有可(ke)能就會(hui)來自圍繞一顆紅(hong)(hong)矮星(xing)(xing)運行的(de)系(xi)外行星(xing)(xing)。”

開普勒(le)-186f的(de)(de)公轉周期是130天(tian)，其(qi)接收到的(de)(de)熱量值大約(yue)是地球從(cong)太(tai)陽那里接收到的(de)(de)相應值的(de)(de)1/3，這就使其(qi)位于宜(yi)居帶(dai)范圍(wei)的(de)(de)外側(ce)邊緣。

在(zai)開普(pu)勒-186f的(de)(de)正(zheng)午(wu)時分站(zhan)在(zai)地(di)表向上看，這里天空(kong)中的(de)(de)“太(tai)陽(yang)”的(de)(de)亮(liang)度大約僅相(xiang)當于我們地(di)球上太(tai)陽(yang)即將落下時候的(de)(de)感覺。

美國航空航天局埃(ai)姆斯研(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)下屬(shu)灣區環(huan)境(jing)研(yan)(yan)究(jiu)院的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)科學家，有關(guan)《科學》雜志論文的(de)(de)合著(zhu)者(zhe)托(tuo)馬斯·巴(ba)克萊(Thomas Barclay)表示：“這(zhe)顆行(xing)星(xing)位于(yu)宜居(ju)(ju)帶這(zhe)一事實(shi)并不(bu)代表我們確定這(zhe)顆行(xing)星(xing)本(ben)身就是宜居(ju)(ju)的(de)(de)。這(zhe)顆行(xing)星(xing)地(di)表的(de)(de)實(shi)際溫度在(zai)很(hen)大程(cheng)度上取決于(yu)它擁(yong)有何種大氣(qi)層。”

他說：“因此(ci)開普勒-186f或許可以被視作是地球的堂兄弟，但不是雙胞胎。但它的確(que)在很多方(fang)面都和地球很相似。”

開普勒-186系統中的(de)另外4顆成員是(shi)：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以(yi)及(ji)(ji)Kepler-186e。圍(wei)繞它們的(de)“太陽”的(de)公(gong)轉周期(qi)分別是(shi)4天(tian)、7天(tian)、13天(tian)以(yi)及(ji)(ji)22天(tian)，這樣(yang)近的(de)軌(gui)道距(ju)離(li)讓它們的(de)地表(biao)溫度太高，生命無法在(zai)這樣(yang)的(de)環境下存活。這4顆距(ju)離(li)較近的(de)行星(xing)的(de)大小也都在(zai)地球(qiu)的(de)1.5倍以(yi)下。

接下(xia)來(lai)的(de)工(gong)作將包(bao)括(kuo)接著搜尋真正的(de)“地球(qiu)雙胞胎”，即那些地球(qiu)大小，且(qie)在宜居帶中圍繞一顆與太陽(yang)相似(si)的(de)恒星運(yun)行的(de)系外行星，并且(qie)要測出它的(de)化學(xue)成(cheng)分。

開普(pu)勒空間(jian)望遠鏡是美國(guo)航空航天局首臺擁有觀(guan)測(ce)地球大(da)小系外行星的探測(ce)設備，在其(qi)運(yun)行期間(jian)對超過15萬顆恒星周圍進行了搜尋。

美(mei)國(guo)航空(kong)航天局(ju)埃姆斯(si)研究中心主要負責開普勒(le)空(kong)間望遠鏡(jing)的(de)地面系統(tong)的(de)開發(fa)，任(ren)務(wu)操作(zuo)(zuo)以(yi)及科(ke)學(xue)數據分發(fa)。JPL則負責整個(ge)開普勒(le)項目(mu)的(de)開發(fa)工(gong)作(zuo)(zuo)。科(ke)羅拉(la)多州的(de)鮑爾宇航技(ji)術公司開發(fa)了開普勒(le)空(kong)間望遠鏡(jing)的(de)飛行系統(tong)并與科(ke)羅拉(la)多大學(xue)合作(zuo)(zuo)，對(dui)任(ren)務(wu)操作(zuo)(zuo)和控制提(ti)供支持。