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發現行星

2009年(nian)5月12日，開(kai)普勒太空望遠鏡(jing)在(zai)剛(gang)剛(gang)開(kai)始(shi)科(ke)學(xue)運作的(de)第三(san)天，就觀(guan)察到了Kepler-22b在(zai)其恒星(xing)前的(de)第一次凌星(xing)。2010年(nian)12月15日發現(xian)其第三(san)次凌星(xing)。之后(hou)，斯皮策太空望遠鏡(jing)和地面觀(guan)測提供了更多的(de)確認數據。2011年(nian)12月5日，公布該(gai)顆行(xing)星(xing)的(de)發現(xian)。威廉·伯魯奇(William Borucki)是NASA加州(zhou)艾姆斯研究中心的(de)科(ke)學(xue)家(jia)(jia)，也是開(kai)普勒望遠鏡(jing)項目的(de)首席科(ke)學(xue)家(jia)(jia)，正是他領(ling)導了這個發現(xian)。

質量和半徑

開普勒22b的(de)(de)半徑大約是(shi)地球(qiu)的(de)(de)2.4倍。它(ta)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和表面組成仍(reng)然未(wei)知，僅建立(li)了一(yi)些非(fei)常粗略的(de)(de)估計(ji)：在3σ置(zhi)信(xin)極限下，它(ta)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)小于地球(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)124倍，在1σ置(zhi)信(xin)區間下，它(ta)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)小于地球(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)36倍。Kipping等人采用的(de)(de)模型(xing)。（2013）無(wu)法(fa)可靠地檢(jian)測(ce)到質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)（最(zui)佳擬(ni)合值(zhi)僅比1σ置(zhi)信(xin)區間稍大）。

被(bei)科(ke)學家稱為“水(shui)世界(jie)”的(de)(de)(de)開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒(le)22b可能(neng)是一(yi)顆“海洋行星”。盡管開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒(le)22b與(yu)GJ 1214 b不(bu)同，但(dan)它(ta)(ta)也位于適居帶，因此(ci)(ci)它(ta)(ta)可能(neng)也與(yu)富含水(shui)的(de)(de)(de)行星GJ 1214 b相類似。通過對恒(heng)星系統的(de)(de)(de)徑向速度測(ce)量，已經(jing)排除了(le)少于1σ不(bu)確定性的(de)(de)(de)類似地球(qiu)的(de)(de)(de)組成。因此(ci)(ci)，它(ta)(ta)可能(neng)具有更易(yi)揮(hui)發的(de)(de)(de)，具有液態(tai)或氣態(tai)外殼(ke)的(de)(de)(de)成分(fen)；這將使其類似于已知的(de)(de)(de)最小氣體行星開(kai)(kai)普(pu)(pu)勒(le)-11f。

軌道

開普(pu)勒22b是圍繞開普(pu)勒22公轉的太(tai)陽系(xi)外(wai)行星(xing)。位(wei)于(yu)天(tian)鵝座，距(ju)地球約587光年(nian)（180秒差距(ju)）。它(ta)是由開普(pu)勒太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)于(yu)2011年(nian)12月發現的。 

母(mu)恒(heng)星(xing)開普(pu)勒22是(shi)一顆G型恒(heng)星(xing)，其質量比(bi)太陽小(xiao)3％，體積小(xiao)2％，表面(mian)溫(wen)度(du)(du)為5,518K（5,245°C），而(er)太陽的表面(mian)溫(wen)度(du)(du)為5,778 K（5,505°C）。這顆恒(heng)星(xing)大約有40億年的歷(li)史。相比(bi)之下(xia)，太陽已有46億年的歷(li)史。開普(pu)勒22的視星(xing)等為11.5，這意味著它(ta)太暗(an)而(er)無(wu)法用肉眼看到。

當(dang)前可(ke)獲得的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)軌道參數僅有軌道周(zhou)期（大(da)(da)約(yue)(yue)290天）和傾角（大(da)(da)約(yue)(yue)90°）。從(cong)(cong)地球上看，開普勒22b可(ke)以在其母恒星(xing)的(de)(de)圓面上定期通過發(fa)生(sheng)凌星(xing)現象。為了獲得有關行(xing)(xing)星(xing)軌道細節的(de)(de)更(geng)多信(xin)息，需要使用其他(ta)行(xing)(xing)星(xing)探測方(fang)(fang)法，例如徑向速度法。自從(cong)(cong)發(fa)現以來已(yi)在行(xing)(xing)星(xing)上執行(xing)(xing)過此類方(fang)(fang)法，但這些方(fang)(fang)法尚未檢測到行(xing)(xing)星(xing)偏(pian)心率的(de)(de)準確值(zhi)，因此（截至2012年3月）天文學家僅設置(zhi)了該行(xing)(xing)星(xing)質量的(de)(de)上限。

開普(pu)勒(le)系外衛(wei)星(xing)(xing)搜索(suo)項(xiang)目（HEK，The Hunt for Exomoons with Kepler）研究了開普(pu)勒(le)太空(kong)望遠鏡對該行星(xing)(xing)的(de)光度測定，為了找到任何可能(neng)由軌道衛(wei)星(xing)(xing)引起的(de)凌星(xing)(xing)時間(jian)和持續時間(jian)變化(hua)(hua)的(de)證據(ju)。不過結果(guo)是沒有發現這種(zhong)變化(hua)(hua)，因此排(pai)除了質量大(da)于0.54地球質量的(de)開普(pu)勒(le)22b衛(wei)星(xing)(xing)的(de)存在(zai)。

適居性

開(kai)(kai)普(pu)勒(le)22b距離(li)其母恒星(xing)(xing)開(kai)(kai)普(pu)勒(le)22的(de)(de)距離(li)要比地球距離(li)太陽少15%。但從開(kai)(kai)普(pu)勒(le)22b的(de)(de)母星(xing)(xing)所發射出的(de)(de)光輻(fu)射比太陽少25%。綜合考慮(lv)較遠的(de)(de)平均距離(li)和較低的(de)(de)光輻(fu)射，行星(xing)(xing)表面存(cun)在適合生(sheng)命(ming)生(sheng)存(cun)的(de)(de)溫度，假定該行星(xing)(xing)表面沒(mei)有極(ji)端的(de)(de)溫室效應加熱。

科學(xue)家預測如果(guo)該行(xing)星(xing)(xing)(xing)無大(da)氣層(ceng)，其表(biao)(biao)面(mian)熱平衡溫(wen)(wen)度(du)大(da)約是-11°C。如果(guo)有類似地球因為大(da)氣層(ceng)造成的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)室效應(ying)，該行(xing)星(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)大(da)約是22°C。但(dan)如果(guo)開普勒(le)22b在高度(du)橢(tuo)圓(yuan)的(de)(de)(de)軌道上(shang)運(yun)行(xing)，其表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度(du)變化將非常大(da)。最近的(de)(de)(de)估(gu)(gu)計表(biao)(biao)明(ming)，開普勒(le)22b處于(yu)(yu)以(yi)當代金(jin)星(xing)(xing)(xing)和早期火(huo)星(xing)(xing)(xing)限定(ding)的(de)(de)(de)經驗宜(yi)居(ju)帶中(zhong)的(de)(de)(de)可能性超過(guo)95％（基(ji)于(yu)(yu)這些行(xing)星(xing)(xing)(xing)何時可能支持(chi)宜(yi)居(ju)條件的(de)(de)(de)估(gu)(gu)計），但(dan)位于(yu)(yu)環繞恒(heng)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)傳統適居(ju)帶的(de)(de)(de)概率少于(yu)(yu)5％（根據一維無云輻射對流模型(xing)估(gu)(gu)算）。。

要注(zhu)意的(de)(de)(de)是，開普勒(le)22b可(ke)能(neng)因為(wei)其(qi)體(ti)(ti)積過大而難以存(cun)(cun)在生命。其(qi)狀(zhuang)態(tai)可(ke)能(neng)比(bi)較不(bu)像(xiang)地球，反而較接近(jin)海(hai)王星，擁(yong)有一個巖石核(he)心(xin)和液體(ti)(ti)與氣體(ti)(ti)混(hun)合(he)的(de)(de)(de)表面，或者完全是液態(tai)海(hai)洋的(de)(de)(de)表面。無論如(ru)何，開普勒(le)項(xiang)目的(de)(de)(de)一位科(ke)學(xue)家娜塔(ta)莉(li)·巴塔(ta)爾哈(ha)（Natalie Batalha）推(tui)測(ce)“如(ru)果行(xing)星主要是海(hai)洋，巖石核(he)心(xin)很小，那(nei)么在這(zhe)樣的(de)(de)(de)海(hai)洋中(zhong)生存(cun)(cun)生命就不(bu)會沒有可(ke)能(neng)。”。該行(xing)星存(cun)(cun)在生命的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性促使SETI在將要執行(xing)的(de)(de)(de)研究(jiu)中(zhong)把開普勒(le)22b列為(wei)優先選項(xiang)。

這(zhe)顆(ke)行星并(bing)不像國(guo)內一(yi)些媒體(ti)所傳的(de)(de)那(nei)樣，是“首(shou)顆(ke)適合居(ju)住的(de)(de)類(lei)地行星”。NASA的(de)(de)官(guan)方網站在發布這(zhe)一(yi)消息時，使用的(de)(de)標題是“NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”，正確地翻譯成中文(wen)應該(gai)是“NASA開普勒計(ji)劃證實它的(de)(de)首(shou)顆(ke)位于類(lei)太陽恒星宜(yi)居(ju)帶中的(de)(de)行星”這(zhe)里的(de)(de)“首(shou)顆(ke)”，指的(de)(de)只是開普勒計(ji)劃證實的(de)(de)首(shou)顆(ke)，而并(bing)非天文(wen)學家發現的(de)(de)首(shou)顆(ke)宜(yi)居(ju)行星。

開(kai)(kai)普(pu)勒探測器必須(xu)觀測到(dao)4次(ci)星光變暗，才能(neng)(neng)確(que)定(ding)這(zhe)一(yi)現(xian)象(xiang)確(que)實是由行星遮擋星光所致——這(zhe)一(yi)步(bu)驟就叫做“證(zheng)實”。在(zai)2011年2月(yue)開(kai)(kai)普(pu)勒公布(bu)的行星候(hou)選(xuan)者中，可能(neng)(neng)位于“宜(yi)居帶(dai)”中的共有54顆(ke)，而此(ci)次(ci)宣布(bu)的“開(kai)(kai)普(pu)勒-22b”就是其中第一(yi)顆(ke)得到(dao)證(zheng)實的行星。在(zai)最新公布(bu)的行星候(hou)選(xuan)者中，可能(neng)(neng)位于“宜(yi)居帶(dai)”中的仍有48顆(ke)。因(yin)此(ci)，這(zhe)也是最適于人(ren)類宜(yi)居的星球(qiu)。