发现比地球大一点又老一点的亲戚

發現比地球大一點又老一點的親戚

美国航太总署(NASA)Ames研究中心(Ames Research Center)克卜勒研究团队天文学家Jon Jenkins等人,从克卜勒任务(Kepler mission)观测资料库中新确认克卜勒452b(Kepler-452b)的确为系外行星,使已确认的系外行星数量达到1030颗:此外,克卜勒452b不仅母恆星与是与我们太阳类似的G2型类太阳恆星,且位在其母恆星的适居区中,更让这些天文学家兴奋的是它的大小几乎与地球相同,是到目前为止所发现的适居区系外行星中最小的,也是迄今为止与地球最相似的系外行星(但只是相近,不代表就是另一颗地球)。除了克卜勒452b之外,这些天文学家还宣布了另外11颗小型的适居区系外行星候选者(habitable zone candidate planets)。今年是发现首颗系外行星的20週年,这些发现是系外行星探测史上一个重要的跃迁,代表着离发现另一颗地球的时日愈来愈近了。

适居区(habitable zone)是指恆星周围温度适中,使得岩质行星表面的水能以液态存在的区域。右上图是太阳系、克卜勒452和克卜勒186等三个行星系统的大小比较,绿色部分代表其母恆星的适居区所在。其中克卜勒186系统非常紧密,整个系统在水星轨道以内,而其中的克卜勒186f是之前与地球最相似的系外行星(请参见天文新知 > 2014-04-18 发现第一颗位在适居区内的地球级系外行星)。

克卜勒425位在天鹅座方向,距离地球约1400光年。其周围的行星克卜勒452b的直径约比地球大60%,因此归类为所谓的「超级地球(super-Earth)」级的系外行星。虽然它的质量和组成成分尚未完全确定,但根据先前的研究结果,这种大小的系外行星一般都是岩质行星。

虽然比地球大,但克卜勒452b环绕其母恆星一周约需385天,比地球的一年365天还长5%而已。且克卜勒452b和其母恆星的距离,大约也只比太阳到地球的平均距离(1AU)大了5%。此外,其母恆星克卜勒425表面温度几乎与太阳相同,年龄约为60亿岁(约比太阳约老了5亿岁),亮度比太阳亮20%,直径比太阳大10%。

Jenkins表示:克卜勒452b已经待在其母恆星的适居区中约60亿年了,比地球还要久,也拥有所有演化生命所需要的原料和环境条件,所以可以把克卜勒452b当作老一点、大一点的地球堂亲,据此了解与反映出地球的演化环境。(小编注:虽说克卜勒452b有这个条件能演化出生命,但不代表已经在这颗行星上发现生命,或甚至有智慧的外星人。)

Jenkins等人是利用位在德州大学(University of Texas)麦当劳天文台(McDonald Observatory)、亚利桑那霍普金斯山(Mt. Hopkins)惠尔普天文台(Fred Lawrence Whipple Observatory)和夏威夷凯克天文台(W. M. Keck Observatory)等地面望远镜进行克卜勒452b的确认工作。从这些地面望远镜的测量资料,这些天文学家进一步精确测量其母恆星的大小和亮度等讯息,然后根据母恆星的这些数据估算克卜勒452b的直径和轨道大小的性质。

Jenkins等人近期从克卜勒任务于2009年5月至2013年5月的观测资料库中,找出521颗新的系外行星候选者(下方左图中的黄点部分),这使得克卜勒任务侦测到的系外行星候选者的数量上升至4696颗。不过这些候选者还需后续观测,才能确认是否为真实的系外行星。而克卜勒452b正是这521颗系外行星候选者中,第一个被确认真的是系外行星的。

这些新发现的系外行星候选者中,其中有12颗的大小介在1~2倍地球直径之间,且都位在适居区中。而在这12颗中,又有9颗的母恆星,其大小与温度都与我们的太阳相近。下方右图显示克卜勒任务自2009年发射迄今所发现的12颗位在适居区中的小型岩质行星候选者的分布位置。目前天文学家将这类位在适居区中的小型岩质行星统称为「似地球行星(Earth-like planet)」,不过与传统称呼中将太阳系内侧的水星、金星、地球与火星称为「类地行星(terrestrial planets)」的意思不太一样。

克卜勒任务是利用所谓的「凌日法(transit)」来搜寻系外行星,侦测系外行星通过母恆星前方而使恆星亮度下降的现象。现在这些系外行星候选者的筛选程序几乎都已自动化,因此可以很快速而系统性的找出每一个凌日讯号。随发现数量愈来愈庞大,让天文学家得以透过统计方式,精确地找出并测定银河系中那些类似地球的小型岩质行星们的概况。

地球2.0,不远了。


资料来源

http://www.nasa.gov/press-release/nasa-kepler-mission-discovers-bigger-older-cousin-to-earth, 2015.07.23, KLC

本文转载自台北市立天文科学教育馆

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1388


Image credit: NASA/Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

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