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發現者

這(zhe)個(ge)被(bei)命名為開普勒(le)-186f(開普勒(le)-186f)的(de)行星是由美國宇(yu)航局(NASA)的(de)開普勒(le)太空望遠鏡發現(xian)的(de)。

星體特征

開普(pu)勒-186f不(bu)(bu)僅大(da)小與(yu)(yu)地球相似，而且(qie)與(yu)(yu)所(suo)環繞(rao)的(de)(de)恒星(xing)距(ju)離也剛(gang)剛(gang)好(hao)，使(shi)其(qi)地表(biao)有(you)可能(neng)(neng)存在液(ye)態的(de)(de)水。這(zhe)顆行(xing)星(xing)的(de)(de)各種特(te)性，使(shi)其(qi)可能(neng)(neng)擁有(you)與(yu)(yu)地球相似的(de)(de)特(te)征。開普(pu)勒-186f是其(qi)恒星(xing)星(xing)系中(zhong)外圍(wei)的(de)(de)一顆行(xing)星(xing)，處于(yu)宜居區的(de)(de)邊緣，這(zhe)意(yi)味著其(qi)表(biao)面溫度可能(neng)(neng)過低，水有(you)可能(neng)(neng)結冰(bing)。這(zhe)個行(xing)星(xing)位處適(shi)于(yu)居住區域，但(dan)不(bu)(bu)意(yi)味著它就(jiu)真(zhen)的(de)(de)適(shi)于(yu)居住，這(zhe)個行(xing)星(xing)是地球的(de)(de)表(biao)親(qin)，但(dan)還稱不(bu)(bu)上雙胞胎。

星體數據

這顆行星位于天(tian)鵝座(Cygnus)，大小約(yue)為(wei)地球(qiu)的1.1倍，距離(li)地球(qiu)約(yue)500光(guang)年。它(ta)與(yu)其所環(huan)繞的恒星距離(li)不太近也不太遠。

開(kai)普勒(le)(le)-186f圍繞(rao)著(zhu)只有太(tai)陽質量一半的(de)紅(hong)矮星(xing)運動。雖然(ran)之前(qian)也曾經在“宜居(ju)帶(dai)”內發現過一些行(xing)星(xing)，但他們的(de)體(ti)積(ji)(ji)相對都比較(jiao)大(da)，最小的(de)也比地(di)球(qiu)大(da)40%。相比之下，“開(kai)普勒(le)(le)-186f”更類似(si)于(yu)地(di)球(qiu)。“開(kai)普勒(le)(le)-186f”每隔130個地(di)球(qiu)日繞(rao)中央恒星(xing)公轉一周，獲得的(de)能(neng)量僅為地(di)球(qiu)從(cong)太(tai)陽獲得能(neng)量的(de)三分之一。科學家表(biao)示(shi)，行(xing)星(xing)位于(yu)“宜居(ju)帶(dai)”上(shang)并不(bu)一定意味著(zhu)適宜生(sheng)命生(sheng)存，上(shang)面的(de)溫(wen)度還(huan)強烈依賴(lai)于(yu)其大(da)氣層的(de)組成(cheng)成(cheng)分。“開(kai)普勒(le)(le)-186f”可(ke)看做地(di)球(qiu)的(de)堂兄(xiong)（Earth-cousin）而不(bu)是(shi)孿生(sheng)兄(xiong)弟（Earth-twin）。雖然(ran)天文學家已經知道“開(kai)普勒(le)(le)-186f”的(de)體(ti)積(ji)(ji)，但是(shi)其質量和組成(cheng)還(huan)是(shi)未(wei)知的(de)。根據之前(qian)的(de)研究經驗，這顆(ke)行(xing)星(xing)很可(ke)能(neng)是(shi)巖(yan)石行(xing)星(xing)。

軌道性質

開(kai)普(pu)勒-186f的軌道(dao)周(zhou)期為129.9天，其(qi)軌道(dao)半(ban)徑是(shi)地(di)日距離的36%；因此在這個距離無(wu)法(fa)確認它是(shi)否被(bei)母恒星潮汐鎖定。因為母恒星的光度并(bing)不高(gao)，開(kai)普(pu)勒-186f接收到的輻射通量只有地(di)球(qiu)的32%。該星球(qiu)位(wei)(wei)于適(shi)居帶(dai)中，但位(wei)(wei)處(chu)其(qi)邊緣，與(yu)太(tai)陽系當中的火(huo)星位(wei)(wei)置類似。

質量密度組成

開普勒-186f的(de)半徑(jing)(jing)較地(di)球大約11%。其(qi)質(zhi)量(liang)、密度與位置未知(zhi)；如果(guo)(guo)該(gai)星球全(quan)由鐵組(zu)(zu)(zu)成，質(zhi)量(liang)預(yu)估0.32M⊕─3.77 M⊕（全(quan)為(wei)(wei)水或冰的(de)狀態）；如果(guo)(guo)組(zu)(zu)(zu)成與地(di)球相近（1/3鐵、2/3硅組(zu)(zu)(zu)成的(de)巖石(shi)），質(zhi)量(liang)有(you)可能會是1.44 M⊕。由氫和(he)氦組(zu)(zu)(zu)成的(de)厚(hou)重(zhong)大氣層被(bei)認為(wei)(wei)不可能在半徑(jing)(jing)小(xiao)于1.5R⊕的(de)行星形成。年輕(qing)的(de)紅(hong)矮(ai)(ai)星輻(fu)射的(de)極紫外(wai)(wai)線量(liang)遠(yuan)高于年老(lao)紅(hong)矮(ai)(ai)星，因此(ci)行星的(de)原始大氣可能會在紅(hong)矮(ai)(ai)星輻(fu)射大量(liang)極紫外(wai)(wai)線時遭到(dao)光(guang)致蒸發，使(shi)大氣層中(zhong)大量(liang)的(de)氫和(he)氦經由流(liu)體動力質(zhi)量(liang)流(liu)失被(bei)剝離(li)。

協會調查目標

截至(zhi)2014年4月(yue)17日(ri)，天文學家嘗試使(shi)用(yong)艾倫望遠鏡陣接(jie)收(shou)來自開(kai)普勒(le)-186f的(de)無(wu)線電波(bo)約1個月(yue)的(de)時間，但是在(zai)這(zhe)期間并未接(jie)收(shou)到任何(he)被認為和外星智慧生命(ming)科技相關(guan)的(de)訊(xun)號。然而，如(ru)果輻(fu)射(she)源是輻(fu)射(she)各同向性，這(zhe)樣(yang)的(de)電波(bo)就(jiu)需要至(zhi)少阿(a)雷西博天文臺10倍接(jie)收(shou)能力的(de)望遠鏡才能接(jie)收(shou)到。

發現意義

NASA的天體物理學部(bu)門總監保(bao)羅(luo)·赫茲(Paul Hertz指出，發現開普勒-186f，是找到像地(di)球(qiu)一(yi)樣的星球(qiu)的重要一(yi)步。

星體知識

宜(yi)居(ju)帶（habitable zone）是(shi)(shi)指行星距離恒(heng)(heng)星遠(yuan)近(jin)合適的(de)區域(yu)(yu)，在(zai)(zai)這一(yi)區域(yu)(yu)內(nei)，恒(heng)(heng)星傳遞給行星的(de)熱量(liang)適中，既不會太熱也不太冷(leng)，能(neng)夠維持(chi)液態水的(de)存在(zai)(zai)。除了“開(kai)(kai)(kai)普(pu)勒-186f”之外(wai)，該恒(heng)(heng)星系統還(huan)包(bao)括其它的(de)四顆行星，它們(men)分(fen)別是(shi)(shi)：開(kai)(kai)(kai)普(pu)勒-186b、開(kai)(kai)(kai)普(pu)勒-186c、開(kai)(kai)(kai)普(pu)勒-186d、開(kai)(kai)(kai)普(pu)勒-186e，但都離中央恒(heng)(heng)星太近(jin)溫度過高，不在(zai)(zai)“宜(yi)居(ju)帶”內(nei)。

研究歷史

NASA（美國(guo)航空(kong)(kong)航天(tian)局）的開(kai)普勒太(tai)(tai)空(kong)(kong)望遠(yuan)鏡（Kepler Space Telescope）獲(huo)得重大(da)進展。天(tian)文學家已經(jing)通過高度復雜的技術(shu)證實太(tai)(tai)陽系以外存在(zai)近1000顆行星，不(bu)(bu)過其中大(da)部(bu)分(fen)都是像(xiang)木(mu)星一樣的氣態巨行星，大(da)氣層(ceng)可能(neng)有(you)毒性，周圍的環境(jing)不(bu)(bu)是太(tai)(tai)熱就是太(tai)(tai)冷，不(bu)(bu)適(shi)合液(ye)態水和生命體存在(zai)。

而科學家經(jing)過測(ce)算開普(pu)勒-186f的(de)(de)質量和密度，證實(shi)其(qi)符合(he)巖石行星(xing)的(de)(de)描述(shu)。該星(xing)球(qiu)圍繞著紅矮星(xing)開普(pu)勒-186f運轉(zhuan)，其(qi)半徑估計是(shi)地(di)球(qiu)半徑的(de)(de)1.1倍，星(xing)球(qiu)上擁有良好的(de)(de)大(da)氣環境，處在(zai)適合(he)液態水存在(zai)的(de)(de)“宜居帶”，那(nei)一區域對(dui)生(sheng)命體來說不(bu)太熱也不(bu)太冷，很(hen)接近地(di)球(qiu)的(de)(de)環境。

紅矮(ai)星開(kai)(kai)普勒(le)(le)-186f距地球500光年，開(kai)(kai)普勒(le)(le)-186f的(de)軌道與水(shui)(shui)星相似(si)，對于(yu)液態(tai)水(shui)(shui)來說過熱，但是紅矮(ai)星一般(ban)比(bi)太陽小，且溫度沒那么高，而(er)開(kai)(kai)普勒(le)(le)-186f又處(chu)在(zai)其恒星的(de)宜居帶(dai)外緣，所以(yi)液態(tai)水(shui)(shui)可(ke)能存在(zai)。若(ruo)液態(tai)水(shui)(shui)真的(de)存在(zai)，那么部(bu)分水(shui)(shui)可(ke)能在(zai)一段(duan)時間處(chu)于(yu)冰(bing)凍狀態(tai)。

開(kai)普(pu)勒-186f星(xing)(xing)球(qiu)上(shang)(shang)是否有地(di)表水，仍(reng)不(bu)得(de)而知，有液態(tai)水存在(zai)可能性也(ye)(ye)并不(bu)意味著一(yi)定就有水。而且NASA所(suo)謂(wei)這顆行(xing)星(xing)(xing)處在(zai)“適于(yu)人(ren)類居(ju)住環境區間(jian)”并不(bu)是說(shuo)(shuo)它真的(de)(de)完全像地(di)球(qiu)一(yi)樣可任意孕育生命(ming)。其適宜居(ju)住性實際也(ye)(ye)處在(zai)人(ren)類可接(jie)受(shou)范(fan)圍的(de)(de)邊緣(yuan)：比(bi)如(ru)說(shuo)(shuo)該行(xing)星(xing)(xing)繞恒星(xing)(xing)運行(xing)一(yi)周(zhou)的(de)(de)時間(jian)大約為130天，從恒星(xing)(xing)獲(huo)(huo)得(de)的(de)(de)能量也(ye)(ye)僅相(xiang)當于(yu)地(di)球(qiu)從太陽(yang)獲(huo)(huo)得(de)能量的(de)(de)1/3。NASA也(ye)(ye)說(shuo)(shuo)開(kai)普(pu)勒-186f星(xing)(xing)球(qiu)上(shang)(shang)白天亮的(de)(de)時候，大約也(ye)(ye)就相(xiang)當于(yu)地(di)球(qiu)上(shang)(shang)落日前一(yi)小時的(de)(de)亮度(du)。

科學家(jia)Thomas Barclay表示：“開(kai)普勒-186f可以(yi)說(shuo)是地球(qiu)的(de)(de)表親(qin)，但(dan)和地球(qiu)仍算不上雙胞胎。它在很多方面(mian)和地球(qiu)都(dou)有相似之處。”他說(shuo)，這顆行星雖然理(li)論上似乎有適于(yu)居住的(de)(de)基礎，但(dan)可能相比地球(qiu)，其(qi)(qi)表面(mian)更(geng)暗也更(geng)冷，確(que)切(qie)溫(wen)度(du)還得取決于(yu)其(qi)(qi)周圍的(de)(de)大(da)氣(qi)。另一方面(mian)從(cong)其(qi)(qi)距(ju)離(li)地球(qiu)500光年的(de)(de)距(ju)離(li)來看(kan)，以(yi)人類現有的(de)(de)科技(ji)，要趕往開(kai)普勒-186f恐怕也有些不現實——看(kan)樣子地球(qiu)仍是宇宙中(zhong)大(da)的(de)(de)奇跡(ji)啊。

奎因(yin)塔納表示：“M型紅(hong)矮(ai)星是數量多的(de)恒星。銀河系(xi)中最初的(de)生命跡象很有(you)可(ke)能(neng)就(jiu)會來自圍繞一顆(ke)紅(hong)矮(ai)星運行的(de)系(xi)外(wai)行星。”

開(kai)普勒-186f的(de)公轉周期是130天，其(qi)接收到(dao)(dao)的(de)熱量值(zhi)大(da)約(yue)是地球(qiu)從太(tai)陽那里接收到(dao)(dao)的(de)相應(ying)值(zhi)的(de)1/3，這(zhe)就使(shi)其(qi)位于宜居帶(dai)范圍的(de)外側邊緣。

在開普勒-186f的(de)(de)(de)正午(wu)時分站在地(di)表向上(shang)看(kan)，這(zhe)里天(tian)空中(zhong)的(de)(de)(de)“太陽(yang)”的(de)(de)(de)亮度大約僅相當于我們地(di)球上(shang)太陽(yang)即將落下(xia)時候的(de)(de)(de)感覺。

美國航(hang)空航(hang)天局埃姆斯研(yan)究中心(xin)下屬灣(wan)區環境研(yan)究院的(de)研(yan)究科學家，有關《科學》雜志論文的(de)合(he)著者托馬(ma)斯·巴(ba)克萊(Thomas Barclay)表(biao)(biao)示：“這顆行(xing)星位于宜(yi)(yi)居帶這一(yi)事實并不(bu)代表(biao)(biao)我們確定這顆行(xing)星本身就是宜(yi)(yi)居的(de)。這顆行(xing)星地表(biao)(biao)的(de)實際溫度在很大程度上(shang)取決于它擁有何種大氣層。”

他說：“因(yin)此開普勒-186f或(huo)許可以被視作是地(di)球的堂兄弟，但不是雙胞胎(tai)。但它(ta)的確(que)在很多方面都和(he)地(di)球很相似。”

開普勒-186系統中的(de)(de)另外4顆(ke)成(cheng)員(yuan)是：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以(yi)及(ji)Kepler-186e。圍繞(rao)它們(men)的(de)(de)“太陽”的(de)(de)公轉周(zhou)期分別是4天(tian)、7天(tian)、13天(tian)以(yi)及(ji)22天(tian)，這(zhe)樣近(jin)的(de)(de)軌道距離讓(rang)它們(men)的(de)(de)地表溫度太高，生(sheng)命(ming)無法在(zai)這(zhe)樣的(de)(de)環境(jing)下(xia)存活。這(zhe)4顆(ke)距離較近(jin)的(de)(de)行星的(de)(de)大小也都在(zai)地球的(de)(de)1.5倍以(yi)下(xia)。

接(jie)下來的工作將包括接(jie)著搜尋(xun)真(zhen)正的“地球(qiu)雙胞胎”，即那(nei)些地球(qiu)大小，且(qie)在(zai)宜居帶中圍繞一顆與太(tai)陽相似的恒星(xing)運行的系外行星(xing)，并且(qie)要測出它的化(hua)學成分。

開普(pu)勒空間望(wang)遠鏡是美國航空航天局首臺擁有觀(guan)測(ce)地(di)球大小系外行(xing)星的探測(ce)設備(bei)，在其運行(xing)期間對(dui)超過15萬顆恒星周(zhou)圍(wei)進(jin)行(xing)了搜(sou)尋。

美國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天局埃姆(mu)斯研究(jiu)中(zhong)心主要負責(ze)開(kai)(kai)普勒(le)(le)空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)地面系統的(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)，任務(wu)操作以及科(ke)學(xue)數據分發(fa)(fa)。JPL則負責(ze)整個開(kai)(kai)普勒(le)(le)項目的(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)工作。科(ke)羅(luo)拉多州的(de)(de)鮑爾宇(yu)航(hang)技術公(gong)司開(kai)(kai)發(fa)(fa)了開(kai)(kai)普勒(le)(le)空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)飛行系統并與科(ke)羅(luo)拉多大學(xue)合作，對(dui)任務(wu)操作和控制提供(gong)支持。