人类的起源网


美宇航局发现地球“表兄弟” 距离1400光年(组图)




据美国宇航局网站(NASA)消息,北京时间724日凌晨,天文学家确认发现首颗位于“宜居带”上体积最接近地球大小的行星(代号为“开普勒—452b”),这是人类在寻找另一颗地球的道路上的重要里程碑。“开普勒—452b”的发现使已确认系外行星的数量增加到1030颗。

“开普—452b”艺术想象图

“宜居带”(habitable zone)是指行星距离恒星远近合适的区域,在这一区域内,恒星传递给行星的热量适中,既不会太热也不太冷,能够维持液态水的存在。

开普勒—452恒星系统、开普勒—186恒星系统与太阳系的大小比较。行星开普勒—452b的轨道半径为1.05个天文单位,几乎与地球到太阳的距离一样,公转周期为385个地球日。

“开普勒—452b”位于地球1400光年的“天鹅座”方向,直径只比地球大60%。公转周期为385个地球日,比地球绕太阳一周的时间多出5%。其所围绕的中央恒星无论大小、亮度都与我们太阳非常相似,年龄大约在60亿岁,比太阳大15亿岁。

目前,“开普—452b”的质量和组成还不清楚,根据之前的研究推测,像这样体积的行星是岩石行星的可能性较大,还可能拥有厚厚的大气层和大量的水,还很可能至今仍然有活跃的火山活动。

“开普勒”望远镜采用什么方法发现系外行星?

当系外行星经过中央恒星前面的时候,会短暂遮挡一些光线,导致星光看起来变暗,“开普勒”望远镜基于这点来判断出行星的体积

“开普勒”望远镜采用“凌星”的方法对系外行星进行观测。“凌星”是指在观测者看来,行星从中央恒星前面经过的现象(类似于地球上的金星凌日和水星凌日)。当系外行星经过中央恒星前面的时候,会短暂遮挡一些光线,导致星光看起来变暗,“开普勒”望远镜基于这点来判断出行星的体积。

“开普勒”望远镜观测的目标区域位于银河系中的天鹅座和天琴座一带,因为这个方向上的观测较少受太阳等天体影响,有利于持续观测。此外,这一区域内也存在较多的恒星及附属行星。

“开普勒”望远镜观测的目标区域位于银河系中的天鹅座和天琴座一带,因为这个方向上的观测较少受太阳等天体影响,有利于持续观测。

“开普勒”望远镜概况

20093月“开普勒”望远镜发射升空,这是美国宇航局首个寻找系外行星的太空项目。该望远镜不是围绕地球运行,而是运行在尾随地球的绕日轨道上,所以不会被地球遮蔽而能持续进行观测。

20135月,“开普勒”望远镜由于反作用轮(Reaction wheel)故障,无法精确设定望远镜的观测方向,因此被迫停止搜寻系外行星的任务。

20138月,美国宇航局表示放弃修复“开普勒”望远镜的工作,意味着该望远镜的主要使命已经结束。

在四年多的观测期间,“开普勒”望远镜产生了海量的观测数据,发现了大量系外行星候选者。时至今日,科学家还没有完成全部的数据分析工作。

地球(左)与开普勒—452b(右)的大小比较

“开普勒—452b”位于距离地球1400光年的“天鹅座”方向,体积只比地球大60%。公转周期为385个地球日,比地球绕太阳一周的时间多出5%。其所围绕的中央恒星无论大小、亮度都与我们太阳非常相似,年龄大约在60亿岁,比太阳大15亿岁。

艺术家所绘行星“开普勒—452b”的表面想象图

“开普勒—452b”可能拥有厚厚的大气层和流动的水,并且很可能至今仍然有活跃的火山活动。“开普—452b”是系外行星里第一颗大小与地球相近,绕恒星的公转轨道距离接近日地距离,且所围绕的恒星与我们太阳的大小、亮度都相似。

开普勒空间望远镜公布12颗可能位于宜居带的行星

“开普勒—452b”所围绕的恒星与我们的太阳一样,都属于光谱型为G的恒星,只是比我们的太阳古老15亿年,而“开普勒—452b”的体积是地球的1.6倍。恒星光谱类型分为OBAFGKM等类型。

自开普勒望远镜升空以来,有12颗小于地球两倍大小的行星在太阳系外恒星的宜居带里被发现。图中蓝色圆形是预估它们和我们太阳系的金星、地球、火星的大小比较,并各自可能的位于宜居带上的位置。

目前发现了4969个疑似太阳系外行星的候选对象,自20151月以来又发现了521个。

纵轴是这些系外行星与太阳系行星(地球海王星木星)相比可能的直径大小,横轴是这些行星可能的绕各自恒星公转的轨道周期。

开普勒空间望远镜寻找太阳系外行星使用的方法是凌星法,需要重复的观察到行星从恒星前方掠过的凌星现象,如果是地球大小的行星将会造成恒星的视星等降低0.01%的数量级。亮度减少的程度可以用来推测行星的质量,而由两次凌星的时间间隔可以推测行星轨道的大小和估计它的温度。

行星“飞马座51b”(想象图)与“开普勒—452b”(想象图)可能的尺寸大小比较

1995年人类发现了第一颗太阳系外行星飞马座51b51PEGb),飞马座51b是一颗位于飞马座、距离地球约50光年的系外行星。它是被发现的第一颗围绕类似太阳的恒星(飞马座51)运转的系外行星,同时也是“热木星”的原型。

【相关新闻】NASA宣布发现类地行星开普勒452b

文/郑永春

北京时间今天凌晨,开普勒望远镜团队宣布发现了迄今为止与地球最相似的系外行星——开普勒452bKepler 452b)。

开普勒452b的直径比地球大60%,距离地球约1400光年(1光年约等于10万亿公里),位于天鹅座。201516日,NASA曾经发布开普勒望远镜发现的第1000颗系外行星,其中开普勒438b、开普勒442b、开普勒440b等三颗行星的运行轨道位于宜居带内,当时报道也称之为“另一个地球”。但那三颗行星围绕运行的恒星是质量较小、温度较低的红矮星,而开普勒452b围绕运行的是一颗与太阳相似的恒星——开普勒452

由于“凌日”法只能测量系外行星的直径大小,无法估算其质量,因此无法根据密度判断开普勒452b究竟是不是岩石质的行星。但根据理论模型推测,开普勒452b的质量可能约为地球的5倍,若推测成立,则它应该是一颗岩石行星,而不是像木星、土星、海王星那样气液态的巨行星。

开普勒452b的直径略大于地球,和中心恒星之间的距离与日地距离相似,比开普勒186f更像地球

开普勒452b的轨道周期(一年)约为385天,接近地球上的一年365天。由于这颗系外行星与母恒星的距离适中,位于温度适宜的宜居带,科学家猜想它的表面可能存在液态水。

虽然新闻报道时大多称之为第二个地球,但严格说来,开普勒452b是一颗围绕与太阳相似的恒星运行,与这颗恒星之间的距离适中的系外行星。所以,开普勒452b并不是严格意义上的“另一个地球”,只能说是迄今为止与地球最相似的系外行星。尽管如此,这仍然是搜寻“另一个地球”所取得的重要进展。

根据估算,恒星开普勒452的年龄约为60亿年,比太阳还要老15亿年,围绕这颗恒星运行的开普勒452b 的年龄也接近60亿年。由于恒星的光度会随着年龄增长而老当益壮,逐渐增强,因此在开普勒452形成后的50亿年内,这颗系外行星接收到的光照强度应该比地球弱,但如今开普勒452b接收到的光照强度已经超过了地球。这说明随着太阳年龄的增长,地球上接收到的光照强度也将逐渐增强。

此次发布会同时发布了11颗直径小于地球2倍、位于宜居带内的系外行星,但其结果还需进一步确认。

探测冥王星的新视野号飞船是迄今为止飞的最快的深空探测器,如果让它从现在开始赶赴开普勒452b,按照新视野号目前5.9万公里/小时的飞行速度,飞到“第二个地球”需要约2709万年,而人类在地球上的全部历史也不过200万年,看来有生之年你我是不可能去那里旅游的了。

【作者介绍】郑永春

中国科学院国家天文台

首届香江学者,中国科学院青年创新促进会首批会员,国家科普专家






您看到此篇文章时的感受是:


评论

帐  号: 密码: (新用户注册)
验 证 码:
表 情:
内  容:

EVOLVE