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發現行星

2009年5月(yue)12日，開(kai)普勒太(tai)空望(wang)遠鏡在剛剛開(kai)始科學(xue)運作的(de)(de)第(di)三(san)天，就觀(guan)察到了Kepler-22b在其恒星前的(de)(de)第(di)一次凌星。2010年12月(yue)15日發現(xian)其第(di)三(san)次凌星。之后，斯(si)皮策太(tai)空望(wang)遠鏡和地面觀(guan)測提供了更多的(de)(de)確認數據。2011年12月(yue)5日，公(gong)布(bu)該(gai)顆行(xing)星的(de)(de)發現(xian)。威廉(lian)·伯(bo)魯奇(William Borucki)是NASA加州(zhou)艾姆斯(si)研究中心的(de)(de)科學(xue)家，也(ye)是開(kai)普勒望(wang)遠鏡項目的(de)(de)首(shou)席科學(xue)家，正是他領導(dao)了這個發現(xian)。

質量和半徑

開普勒22b的(de)半(ban)徑大約是地(di)(di)球的(de)2.4倍。它(ta)(ta)的(de)質(zhi)量和表(biao)面組成仍然(ran)未(wei)知，僅(jin)建立了一(yi)些非常粗略的(de)估計：在3σ置信極限下，它(ta)(ta)質(zhi)量小于地(di)(di)球質(zhi)量的(de)124倍，在1σ置信區間下，它(ta)(ta)質(zhi)量小于地(di)(di)球質(zhi)量的(de)36倍。Kipping等(deng)人采用(yong)的(de)模(mo)型。（2013）無法可靠地(di)(di)檢測到質(zhi)量（最(zui)佳擬合值僅(jin)比1σ置信區間稍大）。

被科學家稱(cheng)為(wei)“水(shui)世界”的(de)(de)開(kai)普勒22b可(ke)能是一(yi)顆“海洋行(xing)星”。盡(jin)管開(kai)普勒22b與(yu)GJ 1214 b不(bu)同，但它也位于適(shi)居帶，因此它可(ke)能也與(yu)富(fu)含水(shui)的(de)(de)行(xing)星GJ 1214 b相(xiang)類似(si)。通(tong)過對(dui)恒星系統的(de)(de)徑向速度測量，已(yi)(yi)經排(pai)除了少于1σ不(bu)確定性的(de)(de)類似(si)地球的(de)(de)組成。因此，它可(ke)能具有(you)更易揮發的(de)(de)，具有(you)液態或氣(qi)態外殼的(de)(de)成分；這將(jiang)使其類似(si)于已(yi)(yi)知的(de)(de)最小(xiao)氣(qi)體行(xing)星開(kai)普勒-11f。

軌道

開(kai)(kai)普(pu)勒(le)22b是圍繞開(kai)(kai)普(pu)勒(le)22公轉的(de)太陽系(xi)外行星(xing)。位于(yu)天鵝座，距地球約587光年（180秒差距）。它是由開(kai)(kai)普(pu)勒(le)太空望遠鏡(jing)于(yu)2011年12月發現的(de)。 

母恒星(xing)(xing)開(kai)普(pu)勒22是一顆G型恒星(xing)(xing)，其質(zhi)量比太(tai)(tai)(tai)陽小(xiao)3％，體積小(xiao)2％，表面溫(wen)度為(wei)5,518K（5,245°C），而(er)太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)表面溫(wen)度為(wei)5,778 K（5,505°C）。這顆恒星(xing)(xing)大約(yue)有40億年的(de)(de)歷史。相比之下，太(tai)(tai)(tai)陽已有46億年的(de)(de)歷史。開(kai)普(pu)勒22的(de)(de)視星(xing)(xing)等為(wei)11.5，這意味著它太(tai)(tai)(tai)暗而(er)無法用肉眼(yan)看到。

當前(qian)可(ke)獲得(de)的(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)軌道(dao)參數僅有軌道(dao)周(zhou)期（大約290天(tian)）和(he)傾角(jiao)（大約90°）。從(cong)地(di)球上看，開普(pu)勒22b可(ke)以(yi)在其母(mu)恒星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)圓面上定期通過發生凌星(xing)(xing)現象(xiang)。為了(le)獲得(de)有關行(xing)星(xing)(xing)軌道(dao)細節的(de)(de)(de)(de)更(geng)多信息，需要使用其他行(xing)星(xing)(xing)探測方法(fa)(fa)(fa)，例如(ru)徑向速(su)度法(fa)(fa)(fa)。自從(cong)發現以(yi)來已在行(xing)星(xing)(xing)上執行(xing)過此類方法(fa)(fa)(fa)，但(dan)這些方法(fa)(fa)(fa)尚未檢測到行(xing)星(xing)(xing)偏(pian)心率的(de)(de)(de)(de)準確值(zhi)，因此（截(jie)至2012年3月(yue)）天(tian)文學(xue)家僅設(she)置了(le)該行(xing)星(xing)(xing)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)上限。

開(kai)(kai)普勒系外衛(wei)(wei)(wei)星(xing)搜索項目（HEK，The Hunt for Exomoons with Kepler）研究了開(kai)(kai)普勒太空(kong)望遠鏡(jing)對(dui)該(gai)行(xing)星(xing)的(de)光度測定(ding)，為了找到任何可能由軌道衛(wei)(wei)(wei)星(xing)引起的(de)凌星(xing)時間和(he)持續時間變化(hua)的(de)證據。不過(guo)結果是沒有發現這種(zhong)變化(hua)，因此排(pai)除了質量大于0.54地(di)球質量的(de)開(kai)(kai)普勒22b衛(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)存在。

適居性

開普勒(le)22b距(ju)離其母恒星(xing)(xing)開普勒(le)22的(de)(de)(de)距(ju)離要比(bi)地球距(ju)離太(tai)陽少(shao)15%。但(dan)從開普勒(le)22b的(de)(de)(de)母星(xing)(xing)所發(fa)射出的(de)(de)(de)光(guang)輻(fu)射比(bi)太(tai)陽少(shao)25%。綜合(he)考慮較(jiao)遠的(de)(de)(de)平均距(ju)離和較(jiao)低的(de)(de)(de)光(guang)輻(fu)射，行星(xing)(xing)表(biao)面存在適合(he)生(sheng)命生(sheng)存的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度，假(jia)定該行星(xing)(xing)表(biao)面沒有極端的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)室效應加熱。

科學家預(yu)測如果該行(xing)星無(wu)(wu)大(da)氣層，其表(biao)面(mian)(mian)熱平(ping)衡(heng)溫(wen)度(du)(du)大(da)約是(shi)-11°C。如果有類似地球因為大(da)氣層造成的溫(wen)室效(xiao)應(ying)，該行(xing)星表(biao)面(mian)(mian)的溫(wen)度(du)(du)大(da)約是(shi)22°C。但(dan)如果開普勒(le)22b在高度(du)(du)橢圓的軌道上運行(xing)，其表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度(du)(du)變化將非常大(da)。最近(jin)的估(gu)計表(biao)明，開普勒(le)22b處于以當代(dai)金星和早(zao)期火星限定的經驗宜(yi)居帶(dai)中(zhong)的可(ke)能性超過95％（基于這些行(xing)星何(he)時可(ke)能支持宜(yi)居條件的估(gu)計），但(dan)位于環繞恒星的傳統(tong)適居帶(dai)的概(gai)率少于5％（根據一維無(wu)(wu)云輻射對流(liu)模型估(gu)算）。。

要注意的(de)(de)是，開普(pu)(pu)勒22b可能(neng)因為其體積過大而難以存在(zai)生(sheng)命。其狀態可能(neng)比較不(bu)像(xiang)地球(qiu)，反(fan)而較接近海(hai)王星(xing)，擁(yong)有一個巖(yan)石(shi)核心(xin)(xin)和液體與氣(qi)體混(hun)合(he)的(de)(de)表面，或者完全是液態海(hai)洋的(de)(de)表面。無論如(ru)何，開普(pu)(pu)勒項目的(de)(de)一位科學家娜塔莉·巴(ba)塔爾哈（Natalie Batalha）推測“如(ru)果行(xing)星(xing)主要是海(hai)洋，巖(yan)石(shi)核心(xin)(xin)很小，那(nei)么在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)海(hai)洋中生(sheng)存生(sheng)命就不(bu)會沒有可能(neng)。”。該行(xing)星(xing)存在(zai)生(sheng)命的(de)(de)可能(neng)性促使(shi)SETI在(zai)將(jiang)要執行(xing)的(de)(de)研(yan)究(jiu)中把開普(pu)(pu)勒22b列為優先(xian)選項。

這顆(ke)行(xing)(xing)星(xing)并(bing)不(bu)像國內一些(xie)媒體所傳的那樣，是(shi)(shi)“首(shou)顆(ke)適合居(ju)住的類地行(xing)(xing)星(xing)”。NASA的官方網站在發布這一消(xiao)息時，使用的標(biao)題是(shi)(shi)“NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”，正確地翻譯成中文應該是(shi)(shi)“NASA開普勒計劃(hua)證(zheng)實它的首(shou)顆(ke)位于類太陽恒星(xing)宜居(ju)帶中的行(xing)(xing)星(xing)”這里的“首(shou)顆(ke)”，指(zhi)的只(zhi)是(shi)(shi)開普勒計劃(hua)證(zheng)實的首(shou)顆(ke)，而并(bing)非(fei)天文學家發現的首(shou)顆(ke)宜居(ju)行(xing)(xing)星(xing)。

開(kai)普(pu)勒(le)探測器必須觀測到4次星(xing)光變(bian)暗，才能(neng)確定這一(yi)現象確實是(shi)由行(xing)星(xing)遮(zhe)擋星(xing)光所致——這一(yi)步驟就叫(jiao)做(zuo)“證(zheng)實”。在2011年(nian)2月開(kai)普(pu)勒(le)公布(bu)(bu)的(de)(de)行(xing)星(xing)候(hou)選(xuan)者中(zhong)(zhong)，可能(neng)位于“宜居帶”中(zhong)(zhong)的(de)(de)共有54顆，而(er)此次宣布(bu)(bu)的(de)(de)“開(kai)普(pu)勒(le)-22b”就是(shi)其中(zhong)(zhong)第(di)一(yi)顆得到證(zheng)實的(de)(de)行(xing)星(xing)。在最(zui)新公布(bu)(bu)的(de)(de)行(xing)星(xing)候(hou)選(xuan)者中(zhong)(zhong)，可能(neng)位于“宜居帶”中(zhong)(zhong)的(de)(de)仍有48顆。因此，這也(ye)是(shi)最(zui)適于人類宜居的(de)(de)星(xing)球。