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發現者

這個被(bei)命名(ming)為開(kai)普勒-186f(開(kai)普勒-186f)的(de)行星是由美國宇航(hang)局(ju)(NASA)的(de)開(kai)普勒太空(kong)望遠鏡發(fa)現(xian)的(de)。

星體特征

開(kai)(kai)普勒-186f不僅大(da)小與地球(qiu)相似，而且與所環繞的(de)恒星(xing)距離也剛剛好，使其地表(biao)(biao)有可(ke)能(neng)(neng)(neng)存在液態的(de)水。這顆行星(xing)的(de)各種特性，使其可(ke)能(neng)(neng)(neng)擁有與地球(qiu)相似的(de)特征。開(kai)(kai)普勒-186f是(shi)其恒星(xing)星(xing)系中外圍(wei)的(de)一顆行星(xing)，處于(yu)宜居區(qu)的(de)邊(bian)緣(yuan)，這意(yi)味著其表(biao)(biao)面溫度可(ke)能(neng)(neng)(neng)過低，水有可(ke)能(neng)(neng)(neng)結(jie)冰。這個(ge)行星(xing)位處適(shi)于(yu)居住區(qu)域，但不意(yi)味著它就(jiu)真的(de)適(shi)于(yu)居住，這個(ge)行星(xing)是(shi)地球(qiu)的(de)表(biao)(biao)親，但還稱不上(shang)雙(shuang)胞胎。

星體數據

這(zhe)顆行星位(wei)于天鵝座(Cygnus)，大(da)小約為地球(qiu)的1.1倍，距(ju)離地球(qiu)約500光年。它(ta)與(yu)其(qi)所(suo)環繞的恒星距(ju)離不(bu)(bu)太(tai)近也不(bu)(bu)太(tai)遠。

開(kai)普(pu)勒-186f圍繞著(zhu)只有太陽質(zhi)量(liang)一(yi)半的(de)(de)(de)紅矮星(xing)運動。雖(sui)然之(zhi)前也曾經在“宜居帶”內發現(xian)過一(yi)些行(xing)(xing)星(xing)，但(dan)他們的(de)(de)(de)體積相對都(dou)比(bi)較大，最小的(de)(de)(de)也比(bi)地球大40%。相比(bi)之(zhi)下，“開(kai)普(pu)勒-186f”更類似于(yu)地球。“開(kai)普(pu)勒-186f”每隔130個地球日繞中央恒星(xing)公轉(zhuan)一(yi)周，獲得(de)的(de)(de)(de)能量(liang)僅為地球從(cong)太陽獲得(de)能量(liang)的(de)(de)(de)三分之(zhi)一(yi)。科學家(jia)表示，行(xing)(xing)星(xing)位于(yu)“宜居帶”上并不一(yi)定意味著(zhu)適宜生(sheng)命生(sheng)存，上面的(de)(de)(de)溫度還(huan)強烈依(yi)賴于(yu)其(qi)大氣(qi)層的(de)(de)(de)組(zu)成成分。“開(kai)普(pu)勒-186f”可看(kan)做地球的(de)(de)(de)堂兄(xiong)（Earth-cousin）而不是(shi)孿(luan)生(sheng)兄(xiong)弟（Earth-twin）。雖(sui)然天文學家(jia)已經知(zhi)道“開(kai)普(pu)勒-186f”的(de)(de)(de)體積，但(dan)是(shi)其(qi)質(zhi)量(liang)和(he)組(zu)成還(huan)是(shi)未知(zhi)的(de)(de)(de)。根據之(zhi)前的(de)(de)(de)研究經驗，這顆行(xing)(xing)星(xing)很可能是(shi)巖石(shi)行(xing)(xing)星(xing)。

軌道性質

開(kai)普(pu)勒(le)-186f的(de)(de)軌道周期為(wei)129.9天(tian)，其軌道半徑是(shi)地日距離(li)(li)的(de)(de)36%；因此(ci)在這個距離(li)(li)無法確認它是(shi)否被母恒星(xing)潮汐(xi)鎖定。因為(wei)母恒星(xing)的(de)(de)光度(du)并不高(gao)，開(kai)普(pu)勒(le)-186f接收到的(de)(de)輻射通(tong)量只(zhi)有地球(qiu)的(de)(de)32%。該(gai)星(xing)球(qiu)位于適居(ju)帶中，但位處其邊緣，與太陽系當中的(de)(de)火星(xing)位置類(lei)似。

質量密度組成

開普勒-186f的(de)半徑(jing)較地球大約(yue)11%。其質(zhi)量(liang)(liang)、密度與(yu)位置未知；如果該星(xing)球全(quan)由(you)鐵組(zu)成(cheng)，質(zhi)量(liang)(liang)預估0.32M⊕─3.77 M⊕（全(quan)為(wei)水或冰的(de)狀態）；如果組(zu)成(cheng)與(yu)地球相近（1/3鐵、2/3硅組(zu)成(cheng)的(de)巖(yan)石），質(zhi)量(liang)(liang)有(you)可(ke)能會是1.44 M⊕。由(you)氫和氦組(zu)成(cheng)的(de)厚重大氣層被認(ren)為(wei)不(bu)可(ke)能在半徑(jing)小于1.5R⊕的(de)行星(xing)形成(cheng)。年輕的(de)紅(hong)矮(ai)星(xing)輻(fu)射(she)的(de)極紫(zi)外(wai)線量(liang)(liang)遠高于年老紅(hong)矮(ai)星(xing)，因此行星(xing)的(de)原始大氣可(ke)能會在紅(hong)矮(ai)星(xing)輻(fu)射(she)大量(liang)(liang)極紫(zi)外(wai)線時遭到光致蒸(zheng)發，使大氣層中大量(liang)(liang)的(de)氫和氦經由(you)流體動力質(zhi)量(liang)(liang)流失(shi)被剝離(li)。

協會調查目標

截至2014年4月(yue)17日，天文學家嘗試使用(yong)艾倫望遠鏡(jing)陣(zhen)接(jie)收來自(zi)開普勒-186f的無線電(dian)波(bo)約(yue)1個月(yue)的時間，但是在(zai)這(zhe)期間并未接(jie)收到任何(he)被認為(wei)和外星(xing)智慧生命科技(ji)相(xiang)關的訊號。然(ran)而(er)，如果(guo)輻射源(yuan)是輻射各同向性，這(zhe)樣的電(dian)波(bo)就需要至少阿雷西博(bo)天文臺10倍接(jie)收能(neng)力的望遠鏡(jing)才(cai)能(neng)接(jie)收到。

發現意義

NASA的天體物理學部(bu)門總監保羅·赫茲(Paul Hertz指出，發現開普勒-186f，是找到像(xiang)地球一樣(yang)的星球的重要一步。

星體知識

宜(yi)居帶（habitable zone）是指行(xing)星(xing)(xing)距離恒(heng)星(xing)(xing)遠近(jin)合適(shi)的(de)區域，在(zai)這一區域內，恒(heng)星(xing)(xing)傳遞給行(xing)星(xing)(xing)的(de)熱(re)量適(shi)中(zhong)，既不會太(tai)熱(re)也不太(tai)冷，能夠維持液態水的(de)存在(zai)。除了(le)“開(kai)(kai)普勒(le)-186f”之外，該恒(heng)星(xing)(xing)系統還包括其它的(de)四顆行(xing)星(xing)(xing)，它們分別是：開(kai)(kai)普勒(le)-186b、開(kai)(kai)普勒(le)-186c、開(kai)(kai)普勒(le)-186d、開(kai)(kai)普勒(le)-186e，但都離中(zhong)央恒(heng)星(xing)(xing)太(tai)近(jin)溫度(du)過高，不在(zai)“宜(yi)居帶”內。

研究歷史

NASA（美(mei)國(guo)航空(kong)航天局(ju)）的(de)開普勒太空(kong)望遠鏡(jing)（Kepler Space Telescope）獲得(de)重大進展。天文學家(jia)已(yi)經通過(guo)高度復雜的(de)技術證實太陽(yang)系以外存(cun)在(zai)近(jin)1000顆行(xing)星(xing)(xing)，不(bu)過(guo)其中(zhong)大部分都是像(xiang)木星(xing)(xing)一(yi)樣的(de)氣態(tai)巨行(xing)星(xing)(xing)，大氣層可能有毒性，周圍的(de)環境不(bu)是太熱就是太冷，不(bu)適合液態(tai)水和生命體存(cun)在(zai)。

而(er)科學家經過測算開(kai)普勒-186f的質量(liang)和密(mi)度，證實其符合巖石行星(xing)的描述。該星(xing)球圍(wei)繞著紅矮星(xing)開(kai)普勒-186f運轉，其半徑估(gu)計(ji)是地球半徑的1.1倍，星(xing)球上擁有良好的大氣環境，處在(zai)適合液態水存在(zai)的“宜居帶(dai)”，那(nei)一區域(yu)對生命體來說不太(tai)(tai)熱也不太(tai)(tai)冷，很接(jie)近地球的環境。

紅(hong)矮星(xing)(xing)開普(pu)勒-186f距地球500光年，開普(pu)勒-186f的軌(gui)道與水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)相似(si)，對(dui)于(yu)液(ye)(ye)態水(shui)(shui)(shui)來說過熱，但是紅(hong)矮星(xing)(xing)一般比(bi)太陽小，且溫(wen)度沒那(nei)么高，而開普(pu)勒-186f又處在(zai)其恒(heng)星(xing)(xing)的宜居(ju)帶外(wai)緣，所以(yi)液(ye)(ye)態水(shui)(shui)(shui)可能存(cun)在(zai)。若液(ye)(ye)態水(shui)(shui)(shui)真的存(cun)在(zai)，那(nei)么部分水(shui)(shui)(shui)可能在(zai)一段時(shi)間處于(yu)冰凍(dong)狀態。

開普勒(le)-186f星(xing)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)是(shi)(shi)否(fou)有地表水，仍不(bu)(bu)得(de)而知，有液(ye)態水存在可能(neng)性也(ye)并不(bu)(bu)意味著一定就有水。而且NASA所謂這顆行(xing)星(xing)處在“適于人(ren)類居住環境(jing)區間(jian)”并不(bu)(bu)是(shi)(shi)說(shuo)它真的(de)(de)完(wan)全像地球(qiu)(qiu)(qiu)一樣可任意孕育生命。其適宜居住性實際也(ye)處在人(ren)類可接受范(fan)圍的(de)(de)邊緣：比如說(shuo)該行(xing)星(xing)繞恒(heng)星(xing)運行(xing)一周的(de)(de)時(shi)間(jian)大(da)約為130天(tian)，從恒(heng)星(xing)獲(huo)(huo)得(de)的(de)(de)能(neng)量也(ye)僅相(xiang)當(dang)于地球(qiu)(qiu)(qiu)從太陽獲(huo)(huo)得(de)能(neng)量的(de)(de)1/3。NASA也(ye)說(shuo)開普勒(le)-186f星(xing)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)白天(tian)亮(liang)的(de)(de)時(shi)候，大(da)約也(ye)就相(xiang)當(dang)于地球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)落日(ri)前一小時(shi)的(de)(de)亮(liang)度。

科學家Thomas Barclay表示(shi)：“開(kai)(kai)普(pu)勒-186f可以說是地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)表親(qin)，但和地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)仍算不(bu)上雙胞胎。它在很多方(fang)面和地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)都(dou)有(you)相似之處。”他說，這顆行星雖(sui)然理論上似乎有(you)適于居住(zhu)的(de)基礎(chu)，但可能相比地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)，其(qi)表面更(geng)暗也更(geng)冷，確切溫(wen)度還(huan)得取決(jue)于其(qi)周圍的(de)大氣(qi)。另一方(fang)面從其(qi)距離地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)500光(guang)年(nian)的(de)距離來(lai)看(kan)，以人類(lei)現(xian)(xian)有(you)的(de)科技，要趕(gan)往開(kai)(kai)普(pu)勒-186f恐怕也有(you)些不(bu)現(xian)(xian)實(shi)——看(kan)樣子地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)仍是宇(yu)宙中大的(de)奇(qi)跡啊。

奎(kui)因塔納表示(shi)：“M型紅矮星(xing)是數量多的(de)(de)恒星(xing)。銀河系(xi)中最(zui)初的(de)(de)生命跡象很有可能就會來自(zi)圍繞一顆紅矮星(xing)運行的(de)(de)系(xi)外行星(xing)。”

開普勒-186f的(de)公轉周期是130天，其接(jie)收到(dao)的(de)熱量(liang)值(zhi)大約是地(di)球從太(tai)陽那里接(jie)收到(dao)的(de)相應值(zhi)的(de)1/3，這就使其位于(yu)宜居帶范圍的(de)外側邊(bian)緣。

在開普勒-186f的正午時分站在地表向上(shang)看，這(zhe)里天(tian)空中的“太陽(yang)”的亮度(du)大約(yue)僅相當(dang)于我們地球上(shang)太陽(yang)即將(jiang)落下(xia)時候的感(gan)覺。

美國(guo)航空(kong)航天(tian)局埃姆斯(si)研究(jiu)中(zhong)心下(xia)屬灣區環境研究(jiu)院(yuan)的(de)研究(jiu)科(ke)學(xue)家，有關《科(ke)學(xue)》雜(za)志論文(wen)的(de)合著者托馬斯(si)·巴(ba)克(ke)萊(lai)(Thomas Barclay)表(biao)示：“這顆行(xing)(xing)星位(wei)于宜居帶這一事實并(bing)不(bu)代表(biao)我(wo)們(men)確(que)定這顆行(xing)(xing)星本身(shen)就(jiu)是(shi)宜居的(de)。這顆行(xing)(xing)星地(di)表(biao)的(de)實際溫度在很大程(cheng)度上取決于它(ta)擁有何種大氣層。”

他說：“因此開普(pu)勒-186f或許可以(yi)被(bei)視(shi)作是地球的(de)堂(tang)兄弟(di)，但(dan)不是雙胞胎。但(dan)它的(de)確(que)在很(hen)多方(fang)面都和地球很(hen)相似。”

開普勒-186系統中的(de)(de)(de)另外4顆成員是(shi)(shi)：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以(yi)及Kepler-186e。圍繞它們的(de)(de)(de)“太陽”的(de)(de)(de)公轉周期分別是(shi)(shi)4天、7天、13天以(yi)及22天，這(zhe)樣近(jin)的(de)(de)(de)軌道距(ju)離讓它們的(de)(de)(de)地表溫度太高，生(sheng)命(ming)無法(fa)在(zai)這(zhe)樣的(de)(de)(de)環(huan)境下(xia)存活(huo)。這(zhe)4顆距(ju)離較近(jin)的(de)(de)(de)行星(xing)的(de)(de)(de)大小也(ye)都在(zai)地球(qiu)的(de)(de)(de)1.5倍以(yi)下(xia)。

接下(xia)來(lai)的(de)(de)(de)工作(zuo)將包括接著搜尋真(zhen)正的(de)(de)(de)“地球(qiu)雙(shuang)胞胎”，即那些地球(qiu)大小(xiao)，且在(zai)宜居帶中圍繞一顆與太(tai)陽相(xiang)似的(de)(de)(de)恒星運行的(de)(de)(de)系外行星，并且要測出它的(de)(de)(de)化學成分。

開普勒空間望(wang)遠鏡是美(mei)國航空航天局首臺(tai)擁(yong)有觀測地(di)球大小系外行星的探測設(she)備，在其運行期(qi)間對超過15萬顆恒星周(zhou)圍進行了搜尋。

美國航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天局埃姆斯研究中心主要負責開(kai)(kai)(kai)普勒空(kong)間望(wang)遠鏡的(de)地面系(xi)(xi)統(tong)的(de)開(kai)(kai)(kai)發，任務(wu)操作(zuo)(zuo)以及科學(xue)數據(ju)分發。JPL則負責整個開(kai)(kai)(kai)普勒項目的(de)開(kai)(kai)(kai)發工作(zuo)(zuo)。科羅拉多州的(de)鮑爾宇航(hang)(hang)技術公司開(kai)(kai)(kai)發了開(kai)(kai)(kai)普勒空(kong)間望(wang)遠鏡的(de)飛(fei)行系(xi)(xi)統(tong)并與(yu)科羅拉多大學(xue)合(he)作(zuo)(zuo)，對任務(wu)操作(zuo)(zuo)和控制(zhi)提供支持。