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發現者

這個被命名為開普勒(le)-186f(開普勒(le)-186f)的(de)行星是由美國宇航局(NASA)的(de)開普勒(le)太(tai)空望(wang)遠鏡發(fa)現的(de)。

星體特征

開普(pu)勒(le)(le)-186f不(bu)僅(jin)大(da)小與(yu)地(di)球(qiu)相似，而且(qie)與(yu)所環(huan)繞(rao)的(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)距離也(ye)剛剛好，使其地(di)表有可(ke)能存(cun)在液(ye)態的(de)水。這顆(ke)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)各種特(te)性，使其可(ke)能擁有與(yu)地(di)球(qiu)相似的(de)特(te)征(zheng)。開普(pu)勒(le)(le)-186f是其恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)系中外圍(wei)的(de)一顆(ke)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，處于(yu)宜居區的(de)邊(bian)緣，這意味(wei)著其表面溫度可(ke)能過低，水有可(ke)能結冰。這個(ge)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)位處適于(yu)居住區域，但不(bu)意味(wei)著它就真的(de)適于(yu)居住，這個(ge)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是地(di)球(qiu)的(de)表親(qin)，但還稱不(bu)上(shang)雙胞胎。

星體數據

這顆行星(xing)位于天鵝座(zuo)(Cygnus)，大小約為地球的1.1倍(bei)，距(ju)(ju)離(li)地球約500光(guang)年。它與其所環繞的恒星(xing)距(ju)(ju)離(li)不太近也不太遠。

開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f圍繞著只有太陽(yang)質量(liang)一半(ban)的(de)(de)(de)(de)紅矮星(xing)運(yun)動。雖然之前(qian)也曾經在“宜(yi)居帶(dai)”內發(fa)現過一些行(xing)星(xing)，但他們的(de)(de)(de)(de)體積相對都(dou)比較(jiao)大，最(zui)小的(de)(de)(de)(de)也比地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)大40%。相比之下，“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”更類似于地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)。“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”每隔130個地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)日繞中(zhong)央恒(heng)星(xing)公(gong)轉一周，獲(huo)(huo)得(de)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)僅(jin)為地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)從太陽(yang)獲(huo)(huo)得(de)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)三分(fen)之一。科學家表(biao)示，行(xing)星(xing)位于“宜(yi)居帶(dai)”上并不一定意味著適宜(yi)生(sheng)命生(sheng)存(cun)，上面(mian)的(de)(de)(de)(de)溫度還強烈依賴于其大氣層的(de)(de)(de)(de)組(zu)成成分(fen)。“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”可(ke)(ke)看做(zuo)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)堂兄(xiong)（Earth-cousin）而不是孿生(sheng)兄(xiong)弟（Earth-twin）。雖然天文學家已(yi)經知道“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)(le)-186f”的(de)(de)(de)(de)體積，但是其質量(liang)和組(zu)成還是未知的(de)(de)(de)(de)。根據之前(qian)的(de)(de)(de)(de)研究經驗(yan)，這顆行(xing)星(xing)很可(ke)(ke)能是巖石行(xing)星(xing)。

軌道性質

開(kai)普(pu)勒-186f的(de)軌道(dao)(dao)周期為(wei)129.9天，其軌道(dao)(dao)半徑(jing)是(shi)地(di)日距離的(de)36%；因(yin)此在(zai)這個距離無法確認它是(shi)否被母恒(heng)星(xing)潮(chao)汐鎖定。因(yin)為(wei)母恒(heng)星(xing)的(de)光度并(bing)不高，開(kai)普(pu)勒-186f接(jie)收到的(de)輻射通量只有地(di)球的(de)32%。該星(xing)球位于適(shi)居帶中，但(dan)位處其邊緣，與太陽系當中的(de)火星(xing)位置類似。

質量密度組成

開普(pu)勒-186f的(de)(de)半(ban)徑(jing)較地(di)球大(da)(da)約11%。其質量(liang)、密度與(yu)位置未知；如(ru)果該星(xing)(xing)球全由鐵組(zu)成(cheng)，質量(liang)預估(gu)0.32M⊕─3.77 M⊕（全為水或冰的(de)(de)狀態）；如(ru)果組(zu)成(cheng)與(yu)地(di)球相(xiang)近（1/3鐵、2/3硅(gui)組(zu)成(cheng)的(de)(de)巖石），質量(liang)有可(ke)能會是(shi)1.44 M⊕。由氫和氦組(zu)成(cheng)的(de)(de)厚重大(da)(da)氣(qi)層被認為不(bu)可(ke)能在(zai)半(ban)徑(jing)小(xiao)于1.5R⊕的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)形成(cheng)。年輕(qing)的(de)(de)紅(hong)(hong)矮星(xing)(xing)輻射(she)的(de)(de)極(ji)(ji)紫外線(xian)量(liang)遠高于年老紅(hong)(hong)矮星(xing)(xing)，因此行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)原(yuan)始大(da)(da)氣(qi)可(ke)能會在(zai)紅(hong)(hong)矮星(xing)(xing)輻射(she)大(da)(da)量(liang)極(ji)(ji)紫外線(xian)時遭到光致蒸(zheng)發，使大(da)(da)氣(qi)層中大(da)(da)量(liang)的(de)(de)氫和氦經由流體動力質量(liang)流失被剝離。

協會調查目標

截至2014年4月17日，天文學(xue)家嘗試使用艾(ai)倫望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)陣(zhen)接收來自(zi)開(kai)普勒-186f的無(wu)線(xian)電波(bo)約(yue)1個月的時間，但是在這(zhe)期間并未(wei)接收到任何被(bei)認為和外星(xing)智慧生(sheng)命科技相關的訊號。然(ran)而，如果輻(fu)射(she)源是輻(fu)射(she)各同(tong)向性(xing)，這(zhe)樣的電波(bo)就需要至少阿雷西博天文臺10倍(bei)接收能力(li)的望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)才能接收到。

發現意義

NASA的天體物理(li)學部門(men)總監保羅·赫茲(Paul Hertz指出，發現(xian)開普勒-186f，是找到像地球(qiu)(qiu)一樣的星(xing)球(qiu)(qiu)的重要一步。

星體知識

宜(yi)居(ju)帶（habitable zone）是(shi)指(zhi)行(xing)星(xing)(xing)距離(li)恒(heng)星(xing)(xing)遠(yuan)近(jin)合適的(de)(de)區(qu)域(yu)，在(zai)這一區(qu)域(yu)內，恒(heng)星(xing)(xing)傳遞給行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)熱量(liang)適中，既不會(hui)太(tai)熱也不太(tai)冷，能(neng)夠(gou)維(wei)持液態水(shui)的(de)(de)存在(zai)。除了“開(kai)(kai)普(pu)勒(le)-186f”之外，該恒(heng)星(xing)(xing)系統還包括其(qi)它的(de)(de)四(si)顆行(xing)星(xing)(xing)，它們分別(bie)是(shi)：開(kai)(kai)普(pu)勒(le)-186b、開(kai)(kai)普(pu)勒(le)-186c、開(kai)(kai)普(pu)勒(le)-186d、開(kai)(kai)普(pu)勒(le)-186e，但(dan)都(dou)離(li)中央恒(heng)星(xing)(xing)太(tai)近(jin)溫度過高(gao)，不在(zai)“宜(yi)居(ju)帶”內。

研究歷史

NASA（美(mei)國航空航天局）的開普(pu)勒太空望遠鏡（Kepler Space Telescope）獲得重大(da)進展。天文(wen)學家已經通過高度(du)復雜的技術證實太陽(yang)系以(yi)外(wai)存(cun)在(zai)近1000顆(ke)行星(xing)，不過其(qi)中大(da)部(bu)分(fen)都是像木星(xing)一樣(yang)的氣態(tai)(tai)巨行星(xing)，大(da)氣層可能有毒性，周(zhou)圍(wei)的環境不是太熱就是太冷，不適合液態(tai)(tai)水(shui)和生命體(ti)存(cun)在(zai)。

而科學家經過測算(suan)開(kai)普勒(le)-186f的(de)(de)質量(liang)和密度，證實其符(fu)合巖石行(xing)星(xing)的(de)(de)描述。該(gai)星(xing)球(qiu)(qiu)圍繞著紅矮(ai)星(xing)開(kai)普勒(le)-186f運轉，其半(ban)徑估計(ji)是地球(qiu)(qiu)半(ban)徑的(de)(de)1.1倍，星(xing)球(qiu)(qiu)上擁有(you)良(liang)好的(de)(de)大氣環境，處在適合液態水(shui)存在的(de)(de)“宜居帶”，那一區(qu)域對生命體來說不(bu)太(tai)熱也不(bu)太(tai)冷(leng)，很接近地球(qiu)(qiu)的(de)(de)環境。

紅矮星(xing)(xing)(xing)開(kai)普勒(le)(le)-186f距地球500光(guang)年，開(kai)普勒(le)(le)-186f的(de)(de)(de)軌道與(yu)水(shui)星(xing)(xing)(xing)相似，對于液(ye)態水(shui)來(lai)說(shuo)過(guo)熱，但是紅矮星(xing)(xing)(xing)一般比(bi)太陽小(xiao)，且(qie)溫度(du)沒(mei)那么高，而開(kai)普勒(le)(le)-186f又(you)處在其恒星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)宜居帶外緣，所以(yi)液(ye)態水(shui)可能(neng)存(cun)在。若液(ye)態水(shui)真的(de)(de)(de)存(cun)在，那么部(bu)分(fen)水(shui)可能(neng)在一段時間處于冰凍狀態。

開(kai)(kai)普勒(le)-186f星(xing)球(qiu)上(shang)是(shi)否有(you)地(di)表(biao)水，仍不(bu)得而(er)知，有(you)液態(tai)水存在可(ke)能(neng)(neng)性也(ye)(ye)并不(bu)意(yi)味(wei)著一定就(jiu)有(you)水。而(er)且NASA所(suo)謂這顆(ke)行星(xing)處在“適于人類居住環境區間(jian)”并不(bu)是(shi)說它真(zhen)的(de)(de)完全像地(di)球(qiu)一樣可(ke)任意(yi)孕育生命。其(qi)適宜(yi)居住性實際也(ye)(ye)處在人類可(ke)接(jie)受范圍(wei)的(de)(de)邊緣：比(bi)如(ru)說該行星(xing)繞(rao)恒(heng)(heng)星(xing)運行一周的(de)(de)時間(jian)大(da)約為130天，從恒(heng)(heng)星(xing)獲得的(de)(de)能(neng)(neng)量也(ye)(ye)僅相當于地(di)球(qiu)從太(tai)陽獲得能(neng)(neng)量的(de)(de)1/3。NASA也(ye)(ye)說開(kai)(kai)普勒(le)-186f星(xing)球(qiu)上(shang)白天亮(liang)的(de)(de)時候，大(da)約也(ye)(ye)就(jiu)相當于地(di)球(qiu)上(shang)落日(ri)前(qian)一小時的(de)(de)亮(liang)度。

科(ke)學家(jia)Thomas Barclay表示(shi)：“開普勒(le)(le)-186f可以(yi)說是(shi)(shi)地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)表親(qin)，但和地(di)球(qiu)仍算不上(shang)雙胞胎(tai)。它在很多方(fang)面和地(di)球(qiu)都(dou)有(you)(you)相似之處。”他說，這顆行(xing)星雖然理(li)論上(shang)似乎有(you)(you)適于(yu)居住的(de)(de)(de)基礎(chu)，但可能相比(bi)地(di)球(qiu)，其表面更暗也更冷，確切溫度還得取決于(yu)其周(zhou)圍的(de)(de)(de)大(da)氣。另一方(fang)面從其距離(li)地(di)球(qiu)500光年的(de)(de)(de)距離(li)來看，以(yi)人(ren)類(lei)現有(you)(you)的(de)(de)(de)科(ke)技，要趕(gan)往開普勒(le)(le)-186f恐(kong)怕也有(you)(you)些(xie)不現實——看樣(yang)子地(di)球(qiu)仍是(shi)(shi)宇宙中(zhong)大(da)的(de)(de)(de)奇跡啊。

奎因塔納表示：“M型紅(hong)矮星(xing)是數量(liang)多的(de)(de)(de)恒星(xing)。銀河(he)系中(zhong)最初的(de)(de)(de)生命跡象很有(you)可(ke)能就(jiu)會來自圍繞一(yi)顆(ke)紅(hong)矮星(xing)運行(xing)的(de)(de)(de)系外行(xing)星(xing)。”

開普勒-186f的公轉周期是(shi)130天，其接(jie)收到的熱量值大約是(shi)地球從太(tai)陽那(nei)里接(jie)收到的相應值的1/3，這就使其位于宜(yi)居帶(dai)范圍的外側邊緣。

在開普勒(le)-186f的(de)正午時分(fen)站在地(di)表(biao)向上(shang)看，這(zhe)里天空(kong)中的(de)“太陽”的(de)亮度大約僅相(xiang)當于我們地(di)球(qiu)上(shang)太陽即將落下時候的(de)感覺。

美國航空航天局埃姆斯研究中心下屬灣(wan)區環(huan)境研究院的研究科(ke)學家，有關《科(ke)學》雜志論文的合著(zhu)者(zhe)托馬斯·巴克(ke)萊(Thomas Barclay)表(biao)示：“這顆(ke)行星位于(yu)宜居帶這一(yi)事實(shi)并不代(dai)表(biao)我們確定這顆(ke)行星本身就是宜居的。這顆(ke)行星地表(biao)的實(shi)際溫度(du)在很大程度(du)上取決于(yu)它擁有何種(zhong)大氣層。”

他說：“因此開普勒-186f或許可以被視(shi)作是地球的堂兄弟(di)，但不是雙胞胎。但它的確在很(hen)多(duo)方面(mian)都和地球很(hen)相似。”

開普(pu)勒-186系統(tong)中的另外4顆成(cheng)員是(shi)：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以(yi)及Kepler-186e。圍繞它(ta)們的“太陽”的公轉(zhuan)周期分(fen)別是(shi)4天(tian)(tian)、7天(tian)(tian)、13天(tian)(tian)以(yi)及22天(tian)(tian)，這(zhe)(zhe)樣近的軌道(dao)距(ju)離讓它(ta)們的地表溫度太高，生命(ming)無法在(zai)這(zhe)(zhe)樣的環境下存活(huo)。這(zhe)(zhe)4顆距(ju)離較近的行星的大(da)小(xiao)也都在(zai)地球(qiu)的1.5倍以(yi)下。

接下來的(de)工作將包括接著(zhu)搜尋真正的(de)“地球雙(shuang)胞胎”，即那些地球大小，且(qie)在宜居帶(dai)中圍(wei)繞一顆與太陽相似的(de)恒星(xing)運行的(de)系外行星(xing)，并且(qie)要測出它的(de)化(hua)學成分。

開(kai)普勒空(kong)間望遠鏡是美國航空(kong)航天局首臺擁有觀測(ce)地球(qiu)大小(xiao)系外行星的探測(ce)設備，在(zai)其運行期間對超過15萬顆恒星周(zhou)圍進行了(le)搜尋。

美國航空航天局埃姆(mu)斯(si)研究中心主要(yao)負責(ze)開普勒(le)空間望(wang)遠鏡(jing)的(de)地面系(xi)統的(de)開發(fa)，任務操作(zuo)以及科(ke)學(xue)數據(ju)分發(fa)。JPL則(ze)負責(ze)整個開普勒(le)項(xiang)目(mu)的(de)開發(fa)工(gong)作(zuo)。科(ke)羅拉多州(zhou)的(de)鮑爾(er)宇航技術公司開發(fa)了開普勒(le)空間望(wang)遠鏡(jing)的(de)飛行系(xi)統并與(yu)科(ke)羅拉多大學(xue)合作(zuo)，對任務操作(zuo)和控制提供支(zhi)持。