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發現者

這(zhe)個被命(ming)名為開(kai)普勒-186f(開(kai)普勒-186f)的行星是由美國宇航局(NASA)的開(kai)普勒太空望遠鏡(jing)發現(xian)的。

星體特征

開(kai)普勒-186f不僅大小與地(di)球(qiu)相似，而且與所環(huan)繞(rao)的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)距離也剛剛好(hao)，使(shi)其地(di)表有(you)可能(neng)存在液態的(de)(de)(de)(de)水。這顆行星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)各(ge)種特性，使(shi)其可能(neng)擁有(you)與地(di)球(qiu)相似的(de)(de)(de)(de)特征。開(kai)普勒-186f是其恒星(xing)(xing)星(xing)(xing)系中(zhong)外圍的(de)(de)(de)(de)一顆行星(xing)(xing)，處(chu)于(yu)宜居區(qu)的(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣，這意味著(zhu)其表面溫度可能(neng)過低，水有(you)可能(neng)結(jie)冰。這個行星(xing)(xing)位處(chu)適于(yu)居住(zhu)(zhu)區(qu)域，但(dan)不意味著(zhu)它就真(zhen)的(de)(de)(de)(de)適于(yu)居住(zhu)(zhu)，這個行星(xing)(xing)是地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)表親，但(dan)還稱不上雙胞胎。

星體數據

這顆行星(xing)位于天鵝座(Cygnus)，大小約為地球的1.1倍，距(ju)(ju)離地球約500光(guang)年。它與(yu)其(qi)所(suo)環繞的恒星(xing)距(ju)(ju)離不太近也不太遠。

開(kai)普勒-186f圍繞(rao)著(zhu)只(zhi)有太陽質(zhi)量一(yi)半(ban)的(de)(de)紅矮星(xing)運動。雖然(ran)之(zhi)(zhi)前(qian)也曾經在(zai)“宜居(ju)帶”內發現過一(yi)些行(xing)星(xing)，但他(ta)們的(de)(de)體(ti)積相對都比較大(da)(da)，最(zui)小的(de)(de)也比地(di)球(qiu)大(da)(da)40%。相比之(zhi)(zhi)下，“開(kai)普勒-186f”更類似于地(di)球(qiu)。“開(kai)普勒-186f”每(mei)隔130個地(di)球(qiu)日(ri)繞(rao)中央(yang)恒星(xing)公轉一(yi)周，獲(huo)(huo)得的(de)(de)能量僅為地(di)球(qiu)從(cong)太陽獲(huo)(huo)得能量的(de)(de)三分之(zhi)(zhi)一(yi)。科學家表示，行(xing)星(xing)位(wei)于“宜居(ju)帶”上并不一(yi)定意味著(zhu)適(shi)宜生(sheng)命(ming)生(sheng)存，上面的(de)(de)溫度還強烈依賴于其大(da)(da)氣層(ceng)的(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)成(cheng)分。“開(kai)普勒-186f”可(ke)(ke)看(kan)做地(di)球(qiu)的(de)(de)堂(tang)兄(xiong)（Earth-cousin）而不是孿生(sheng)兄(xiong)弟(di)（Earth-twin）。雖然(ran)天文學家已經知(zhi)道“開(kai)普勒-186f”的(de)(de)體(ti)積，但是其質(zhi)量和組(zu)(zu)成(cheng)還是未(wei)知(zhi)的(de)(de)。根據之(zhi)(zhi)前(qian)的(de)(de)研究經驗，這顆(ke)行(xing)星(xing)很可(ke)(ke)能是巖石行(xing)星(xing)。

軌道性質

開(kai)普勒-186f的(de)(de)軌(gui)道(dao)周(zhou)期(qi)為129.9天(tian)，其軌(gui)道(dao)半徑是地日距離(li)的(de)(de)36%；因此在這(zhe)個(ge)距離(li)無法確(que)認(ren)它(ta)是否被母恒星(xing)潮汐鎖定。因為母恒星(xing)的(de)(de)光度并不高，開(kai)普勒-186f接收(shou)到的(de)(de)輻(fu)射通量只有(you)地球的(de)(de)32%。該(gai)星(xing)球位于適居帶中(zhong)，但位處其邊緣，與太陽系當中(zhong)的(de)(de)火星(xing)位置類(lei)似。

質量密度組成

開普勒-186f的(de)半徑較地球大(da)(da)約11%。其(qi)質量、密度與位置未(wei)知(zhi)；如(ru)果該星(xing)(xing)(xing)(xing)球全由鐵(tie)組成，質量預估0.32M⊕─3.77 M⊕（全為(wei)水(shui)或冰(bing)的(de)狀態(tai)）；如(ru)果組成與地球相近（1/3鐵(tie)、2/3硅(gui)組成的(de)巖(yan)石），質量有可能會是1.44 M⊕。由氫和氦組成的(de)厚重大(da)(da)氣(qi)層(ceng)被認為(wei)不可能在半徑小于1.5R⊕的(de)行星(xing)(xing)(xing)(xing)形成。年輕(qing)的(de)紅(hong)矮星(xing)(xing)(xing)(xing)輻射的(de)極紫(zi)外線量遠高于年老紅(hong)矮星(xing)(xing)(xing)(xing)，因(yin)此行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)原始大(da)(da)氣(qi)可能會在紅(hong)矮星(xing)(xing)(xing)(xing)輻射大(da)(da)量極紫(zi)外線時(shi)遭到光致(zhi)蒸發，使大(da)(da)氣(qi)層(ceng)中大(da)(da)量的(de)氫和氦經由流體動力質量流失被剝離(li)。

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(ai)倫望(wang)遠(yuan)鏡陣接(jie)收來(lai)自開(kai)普勒(le)-186f的(de)(de)(de)無線電波(bo)約1個(ge)月的(de)(de)(de)時間，但是(shi)在這期間并未接(jie)收到任何(he)被(bei)認為和外星智慧生命科技相關的(de)(de)(de)訊號。然而，如果(guo)輻射源是(shi)輻射各同向(xiang)性(xing)，這樣的(de)(de)(de)電波(bo)就需要至少阿雷(lei)西博(bo)天文(wen)(wen)臺10倍接(jie)收能力的(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡才能接(jie)收到。

發現意義

NASA的天體物理學部門總監保羅·赫茲(zi)(Paul Hertz指(zhi)出，發現開普(pu)勒-186f，是找到(dao)像地球一樣的星球的重要(yao)一步(bu)。

星體知識

宜(yi)居帶（habitable zone）是指行星距離恒(heng)星遠近合(he)適的(de)區(qu)域，在這一區(qu)域內，恒(heng)星傳遞給行星的(de)熱量適中(zhong)，既不(bu)會太熱也不(bu)太冷(leng)，能夠維持液態(tai)水(shui)的(de)存在。除了“開(kai)(kai)普(pu)勒-186f”之外，該恒(heng)星系統還(huan)包(bao)括(kuo)其它的(de)四顆行星，它們分(fen)別是：開(kai)(kai)普(pu)勒-186b、開(kai)(kai)普(pu)勒-186c、開(kai)(kai)普(pu)勒-186d、開(kai)(kai)普(pu)勒-186e，但(dan)都離中(zhong)央恒(heng)星太近溫度(du)過高，不(bu)在“宜(yi)居帶”內。

研究歷史

NASA（美國(guo)航空航天局）的(de)開普勒太空望遠(yuan)鏡（Kepler Space Telescope）獲得重大(da)進展。天文學家已經通過高度復(fu)雜的(de)技(ji)術證實太陽系以外存(cun)在近1000顆行星(xing)，不過其中大(da)部分都是像木(mu)星(xing)一(yi)樣的(de)氣態巨(ju)行星(xing)，大(da)氣層可能有毒性，周圍的(de)環(huan)境不是太熱就是太冷，不適合液態水和生命體存(cun)在。

而科學家經過測算開普勒(le)-186f的(de)質量和密度，證實其符合巖石(shi)行星(xing)的(de)描述。該星(xing)球圍繞(rao)著(zhu)紅矮星(xing)開普勒(le)-186f運(yun)轉，其半(ban)徑估計是地球半(ban)徑的(de)1.1倍，星(xing)球上擁有良好(hao)的(de)大氣環境(jing)，處在(zai)適合液態水(shui)存在(zai)的(de)“宜(yi)居帶”，那一(yi)區域對生(sheng)命體來說不太(tai)熱(re)也不太(tai)冷，很接近(jin)地球的(de)環境(jing)。

紅矮(ai)星(xing)開普勒(le)-186f距地球500光年，開普勒(le)-186f的(de)軌道與水(shui)星(xing)相似(si)，對于液(ye)態(tai)(tai)水(shui)來說過(guo)熱(re)，但是紅矮(ai)星(xing)一(yi)般比太陽小(xiao)，且(qie)溫度(du)沒那么高，而開普勒(le)-186f又處在其恒星(xing)的(de)宜(yi)居帶外緣，所以液(ye)態(tai)(tai)水(shui)可能存在。若液(ye)態(tai)(tai)水(shui)真的(de)存在，那么部分水(shui)可能在一(yi)段時間處于冰凍狀態(tai)(tai)。

開(kai)(kai)普勒(le)(le)-186f星(xing)球(qiu)上(shang)(shang)是(shi)(shi)否有(you)地(di)表水，仍不(bu)得而知，有(you)液態(tai)水存在可(ke)(ke)能性(xing)也(ye)(ye)并不(bu)意(yi)味著一定就有(you)水。而且NASA所謂(wei)這顆行星(xing)處(chu)(chu)在“適于人類居(ju)住環境(jing)區間”并不(bu)是(shi)(shi)說(shuo)它真(zhen)的(de)完全像地(di)球(qiu)一樣可(ke)(ke)任意(yi)孕育生命。其適宜居(ju)住性(xing)實際也(ye)(ye)處(chu)(chu)在人類可(ke)(ke)接受范圍的(de)邊(bian)緣(yuan)：比如說(shuo)該行星(xing)繞恒星(xing)運行一周的(de)時間大約(yue)為(wei)130天(tian)，從(cong)恒星(xing)獲得的(de)能量也(ye)(ye)僅相(xiang)當(dang)于地(di)球(qiu)從(cong)太陽獲得能量的(de)1/3。NASA也(ye)(ye)說(shuo)開(kai)(kai)普勒(le)(le)-186f星(xing)球(qiu)上(shang)(shang)白天(tian)亮(liang)的(de)時候，大約(yue)也(ye)(ye)就相(xiang)當(dang)于地(di)球(qiu)上(shang)(shang)落日前(qian)一小時的(de)亮(liang)度。

科學家Thomas Barclay表示(shi)：“開(kai)普勒-186f可(ke)(ke)以說是(shi)地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)表親，但和地球(qiu)(qiu)(qiu)仍算(suan)不(bu)上(shang)雙(shuang)胞胎。它在很(hen)多方(fang)(fang)面和地球(qiu)(qiu)(qiu)都有(you)相(xiang)似之處。”他(ta)說，這顆行星雖(sui)然理論上(shang)似乎有(you)適于居(ju)住的(de)基礎，但可(ke)(ke)能(neng)相(xiang)比地球(qiu)(qiu)(qiu)，其(qi)表面更暗也更冷，確(que)切溫度還得取決于其(qi)周(zhou)圍的(de)大氣。另一方(fang)(fang)面從其(qi)距離(li)地球(qiu)(qiu)(qiu)500光年的(de)距離(li)來看，以人(ren)類現(xian)有(you)的(de)科技(ji)，要趕(gan)往開(kai)普勒-186f恐(kong)怕也有(you)些不(bu)現(xian)實——看樣子地球(qiu)(qiu)(qiu)仍是(shi)宇宙中大的(de)奇跡啊(a)。

奎因塔納表(biao)示(shi)：“M型紅(hong)矮星(xing)是數量多的恒星(xing)。銀河系中最初的生命跡象很有可(ke)能(neng)就會來自(zi)圍繞(rao)一顆(ke)紅(hong)矮星(xing)運行的系外行星(xing)。”

開普(pu)勒-186f的(de)(de)公轉周期是130天(tian)，其接收到(dao)的(de)(de)熱量值(zhi)大約是地球(qiu)從太陽(yang)那里(li)接收到(dao)的(de)(de)相應(ying)值(zhi)的(de)(de)1/3，這(zhe)就使其位(wei)于宜居(ju)帶范圍的(de)(de)外(wai)側邊緣(yuan)。

在開普勒(le)-186f的(de)正午(wu)時(shi)分站在地(di)表向上看，這(zhe)里天空中的(de)“太(tai)陽(yang)”的(de)亮度大約僅(jin)相當(dang)于我們地(di)球上太(tai)陽(yang)即將(jiang)落下時(shi)候的(de)感覺。

美國航空航天局(ju)埃姆斯研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中心(xin)下屬灣區環境研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)科(ke)學(xue)家(jia)，有(you)關《科(ke)學(xue)》雜志論文(wen)的(de)合著者托馬斯·巴克萊(lai)(Thomas Barclay)表(biao)示：“這顆(ke)行星(xing)位于(yu)宜居帶這一事實(shi)并不代表(biao)我們確定(ding)這顆(ke)行星(xing)本身就是宜居的(de)。這顆(ke)行星(xing)地表(biao)的(de)實(shi)際(ji)溫(wen)度在很大(da)程(cheng)度上取決于(yu)它擁有(you)何種(zhong)大(da)氣層。”

他說(shuo)：“因此開普勒-186f或(huo)許可(ke)以被視作是(shi)(shi)地(di)球的(de)堂兄(xiong)弟，但不是(shi)(shi)雙(shuang)胞胎。但它的(de)確(que)在(zai)很(hen)多方面(mian)都和(he)地(di)球很(hen)相(xiang)似。”

開普勒-186系統中的(de)另外4顆(ke)成員(yuan)是(shi)：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以(yi)及Kepler-186e。圍(wei)繞它們的(de)“太陽(yang)”的(de)公轉周期分別(bie)是(shi)4天(tian)、7天(tian)、13天(tian)以(yi)及22天(tian)，這樣近的(de)軌道距(ju)離讓它們的(de)地(di)表(biao)溫(wen)度太高，生命無(wu)法在這樣的(de)環境下存活。這4顆(ke)距(ju)離較近的(de)行星的(de)大小也都(dou)在地(di)球(qiu)的(de)1.5倍(bei)以(yi)下。

接下(xia)來的工作(zuo)將(jiang)包括(kuo)接著搜尋真正(zheng)的“地(di)球(qiu)雙胞胎(tai)”，即那些地(di)球(qiu)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(yao)測出(chu)它的化學成分。

開普勒空(kong)間望遠鏡是美(mei)國航(hang)空(kong)航(hang)天局首臺擁有(you)觀測地球(qiu)大小(xiao)系(xi)外行(xing)星(xing)的探測設備，在其運(yun)行(xing)期間對超過15萬顆恒(heng)星(xing)周(zhou)圍進行(xing)了搜(sou)尋。

美(mei)國航空航天局(ju)埃(ai)姆斯研究(jiu)中心主要負責開(kai)普勒空間望遠鏡(jing)的地面系統(tong)(tong)的開(kai)發(fa)，任務(wu)操作(zuo)以及(ji)科學數據分發(fa)。JPL則負責整(zheng)個開(kai)普勒項目的開(kai)發(fa)工作(zuo)。科羅拉(la)多州(zhou)的鮑爾宇航技術公司開(kai)發(fa)了開(kai)普勒空間望遠鏡(jing)的飛行系統(tong)(tong)并(bing)與(yu)科羅拉(la)多大學合作(zuo)，對任務(wu)操作(zuo)和控(kong)制提供支持。