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發現者

這個被命名為開(kai)普(pu)勒-186f(開(kai)普(pu)勒-186f)的(de)行星(xing)是(shi)由美國(guo)宇航局(NASA)的(de)開(kai)普(pu)勒太空望(wang)遠(yuan)鏡發現的(de)。

星體特征

開(kai)普(pu)勒-186f不(bu)(bu)僅大小與地(di)球相似，而且與所環(huan)繞的恒星(xing)距離也剛(gang)剛(gang)好，使其地(di)表(biao)有可(ke)能存在(zai)液態的水。這(zhe)(zhe)顆行星(xing)的各(ge)種特(te)性，使其可(ke)能擁(yong)有與地(di)球相似的特(te)征。開(kai)普(pu)勒-186f是(shi)其恒星(xing)星(xing)系中外圍的一(yi)顆行星(xing)，處于宜(yi)居區(qu)的邊緣，這(zhe)(zhe)意味著其表(biao)面溫度可(ke)能過低(di)，水有可(ke)能結冰(bing)。這(zhe)(zhe)個行星(xing)位處適于居住(zhu)區(qu)域(yu)，但(dan)(dan)不(bu)(bu)意味著它就(jiu)真的適于居住(zhu)，這(zhe)(zhe)個行星(xing)是(shi)地(di)球的表(biao)親，但(dan)(dan)還(huan)稱不(bu)(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(de)1.1倍，距離地球約500光年。它與其(qi)所環繞的(de)恒星(xing)距離不太(tai)近也不太(tai)遠。

開(kai)普(pu)(pu)勒(le)-186f圍繞著只有太(tai)陽質量(liang)一半(ban)的紅矮星(xing)運動。雖然(ran)之前也(ye)曾經(jing)在“宜(yi)(yi)居(ju)帶(dai)”內發(fa)現(xian)過一些(xie)行(xing)星(xing)，但他(ta)們的體積相(xiang)(xiang)對都比較大(da)，最小的也(ye)比地(di)球(qiu)大(da)40%。相(xiang)(xiang)比之下，“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)-186f”更類似于(yu)地(di)球(qiu)。“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)-186f”每(mei)隔130個地(di)球(qiu)日繞中(zhong)央恒星(xing)公轉(zhuan)一周(zhou)，獲得的能(neng)量(liang)僅為地(di)球(qiu)從(cong)太(tai)陽獲得能(neng)量(liang)的三分之一。科學(xue)家表示，行(xing)星(xing)位(wei)于(yu)“宜(yi)(yi)居(ju)帶(dai)”上并不一定(ding)意味(wei)著適宜(yi)(yi)生命(ming)生存，上面的溫度還(huan)強烈依(yi)賴于(yu)其大(da)氣層的組成成分。“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)-186f”可看做地(di)球(qiu)的堂兄（Earth-cousin）而(er)不是孿(luan)生兄弟（Earth-twin）。雖然(ran)天文學(xue)家已經(jing)知(zhi)道“開(kai)普(pu)(pu)勒(le)-186f”的體積，但是其質量(liang)和組成還(huan)是未(wei)知(zhi)的。根據之前的研究經(jing)驗，這顆行(xing)星(xing)很可能(neng)是巖石行(xing)星(xing)。

軌道性質

開(kai)普勒(le)-186f的(de)軌道周期為(wei)129.9天，其軌道半徑(jing)是(shi)地日距(ju)離(li)的(de)36%；因(yin)此在這個距(ju)離(li)無法確認它是(shi)否被母恒(heng)星(xing)(xing)潮汐鎖定(ding)。因(yin)為(wei)母恒(heng)星(xing)(xing)的(de)光度并(bing)不高，開(kai)普勒(le)-186f接收(shou)到(dao)的(de)輻射通量只有地球(qiu)的(de)32%。該星(xing)(xing)球(qiu)位(wei)于適(shi)居帶中，但位(wei)處其邊緣(yuan)，與太陽系當(dang)中的(de)火星(xing)(xing)位(wei)置類似(si)。

質量密度組成

開普勒-186f的半(ban)徑(jing)(jing)較地(di)球(qiu)大(da)(da)約11%。其質(zhi)量(liang)、密度與位置未知；如果該(gai)星(xing)(xing)球(qiu)全(quan)由(you)鐵(tie)組(zu)成，質(zhi)量(liang)預估0.32M⊕─3.77 M⊕（全(quan)為水或冰的狀態）；如果組(zu)成與地(di)球(qiu)相近（1/3鐵(tie)、2/3硅組(zu)成的巖石(shi)），質(zhi)量(liang)有可能會(hui)是1.44 M⊕。由(you)氫(qing)(qing)和(he)氦(hai)組(zu)成的厚重大(da)(da)氣層被認(ren)為不可能在(zai)半(ban)徑(jing)(jing)小(xiao)于(yu)1.5R⊕的行(xing)星(xing)(xing)形成。年(nian)輕(qing)的紅(hong)矮(ai)星(xing)(xing)輻(fu)射的極(ji)紫外線(xian)量(liang)遠(yuan)高于(yu)年(nian)老紅(hong)矮(ai)星(xing)(xing)，因此行(xing)星(xing)(xing)的原始大(da)(da)氣可能會(hui)在(zai)紅(hong)矮(ai)星(xing)(xing)輻(fu)射大(da)(da)量(liang)極(ji)紫外線(xian)時遭到光致蒸發，使(shi)大(da)(da)氣層中大(da)(da)量(liang)的氫(qing)(qing)和(he)氦(hai)經由(you)流(liu)體動力質(zhi)量(liang)流(liu)失被剝離。

協會調查目標

截(jie)至(zhi)2014年4月17日，天(tian)文學家嘗試使(shi)用(yong)艾倫望(wang)遠(yuan)鏡陣(zhen)接(jie)(jie)收(shou)來(lai)自開普勒-186f的(de)(de)(de)無線(xian)電(dian)波約(yue)1個(ge)月的(de)(de)(de)時間，但是(shi)在這(zhe)期間并未接(jie)(jie)收(shou)到任何被認為和(he)外星(xing)智慧生(sheng)命(ming)科技相關(guan)的(de)(de)(de)訊號(hao)。然而(er)，如果(guo)輻射(she)源(yuan)是(shi)輻射(she)各同(tong)向(xiang)性，這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)電(dian)波就需要(yao)至(zhi)少阿雷西博天(tian)文臺10倍接(jie)(jie)收(shou)能(neng)(neng)力的(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡才能(neng)(neng)接(jie)(jie)收(shou)到。

發現意義

NASA的天體(ti)物理學部門總監保羅·赫茲(Paul Hertz指出，發現開(kai)普勒(le)-186f，是找到像地球(qiu)一樣的星球(qiu)的重要(yao)一步。

星體知識

宜(yi)居(ju)帶（habitable zone）是指(zhi)行(xing)星(xing)(xing)距離恒(heng)星(xing)(xing)遠近合適的(de)區域，在這一區域內(nei)，恒(heng)星(xing)(xing)傳遞給(gei)行(xing)星(xing)(xing)的(de)熱量(liang)適中(zhong)，既不會太(tai)(tai)(tai)熱也(ye)不太(tai)(tai)(tai)冷，能夠維持(chi)液(ye)態水(shui)的(de)存在。除了“開普(pu)勒-186f”之(zhi)外，該恒(heng)星(xing)(xing)系(xi)統還包括其它的(de)四顆行(xing)星(xing)(xing)，它們分別(bie)是：開普(pu)勒-186b、開普(pu)勒-186c、開普(pu)勒-186d、開普(pu)勒-186e，但都離中(zhong)央恒(heng)星(xing)(xing)太(tai)(tai)(tai)近溫度過高(gao)，不在“宜(yi)居(ju)帶”內(nei)。

研究歷史

NASA（美國航空航天局）的開(kai)普勒太空望遠鏡（Kepler Space Telescope）獲得重(zhong)大進展。天文學家已經通過高度復雜的技(ji)術證實太陽系以(yi)外存在近1000顆(ke)行(xing)星，不(bu)(bu)(bu)過其中大部分都是(shi)像(xiang)木(mu)星一樣的氣態巨行(xing)星，大氣層可能有毒性(xing)，周圍(wei)的環境不(bu)(bu)(bu)是(shi)太熱就是(shi)太冷，不(bu)(bu)(bu)適合液態水(shui)和生命(ming)體存在。

而科(ke)學家經過測算開普勒-186f的質量和密(mi)度，證實其(qi)符合巖石行(xing)星(xing)的描述。該星(xing)球圍(wei)繞著紅矮星(xing)開普勒-186f運轉，其(qi)半徑估計是(shi)地(di)球半徑的1.1倍，星(xing)球上擁(yong)有良好(hao)的大氣環境，處在(zai)適合液態水存在(zai)的“宜(yi)居帶”，那一(yi)區域對生命體來說(shuo)不(bu)太熱(re)也(ye)不(bu)太冷(leng)，很接近地(di)球的環境。

紅矮(ai)(ai)星開普(pu)(pu)勒-186f距地(di)球500光年，開普(pu)(pu)勒-186f的軌道與水(shui)(shui)星相似，對于液態水(shui)(shui)來說過熱，但是(shi)紅矮(ai)(ai)星一般(ban)比太(tai)陽小，且溫(wen)度(du)沒那么高，而開普(pu)(pu)勒-186f又處(chu)在(zai)(zai)(zai)其恒(heng)星的宜居(ju)帶外緣，所以液態水(shui)(shui)可(ke)能存(cun)在(zai)(zai)(zai)。若液態水(shui)(shui)真的存(cun)在(zai)(zai)(zai)，那么部分(fen)水(shui)(shui)可(ke)能在(zai)(zai)(zai)一段時間處(chu)于冰凍狀態。

開普勒-186f星(xing)球上是(shi)否有(you)地(di)(di)表(biao)水(shui)，仍不得而(er)知，有(you)液態水(shui)存(cun)在可(ke)(ke)能(neng)性也(ye)并(bing)不意(yi)味著一(yi)定就有(you)水(shui)。而(er)且NASA所謂這顆行(xing)星(xing)處在“適于人類居(ju)住(zhu)環(huan)境區間”并(bing)不是(shi)說(shuo)它真的(de)完全像地(di)(di)球一(yi)樣(yang)可(ke)(ke)任(ren)意(yi)孕育生命。其適宜居(ju)住(zhu)性實際也(ye)處在人類可(ke)(ke)接受范圍的(de)邊(bian)緣(yuan)：比如說(shuo)該行(xing)星(xing)繞恒(heng)星(xing)運(yun)行(xing)一(yi)周的(de)時間大約為(wei)130天，從(cong)恒(heng)星(xing)獲(huo)得的(de)能(neng)量也(ye)僅相(xiang)當于地(di)(di)球從(cong)太(tai)陽獲(huo)得能(neng)量的(de)1/3。NASA也(ye)說(shuo)開普勒-186f星(xing)球上白天亮(liang)的(de)時候，大約也(ye)就相(xiang)當于地(di)(di)球上落(luo)日前一(yi)小時的(de)亮(liang)度。

科(ke)學家(jia)Thomas Barclay表(biao)(biao)示：“開(kai)普勒-186f可(ke)以(yi)說(shuo)(shuo)是地(di)球的(de)表(biao)(biao)親，但和地(di)球仍算不上雙胞(bao)胎(tai)。它在很多方面(mian)和地(di)球都有(you)(you)相(xiang)似(si)(si)之處。”他說(shuo)(shuo)，這顆行星雖(sui)然理論上似(si)(si)乎有(you)(you)適于(yu)居住(zhu)的(de)基礎(chu)，但可(ke)能相(xiang)比地(di)球，其表(biao)(biao)面(mian)更(geng)暗(an)也更(geng)冷，確切(qie)溫度還得取(qu)決于(yu)其周(zhou)圍的(de)大氣(qi)。另一方面(mian)從其距(ju)離地(di)球500光年的(de)距(ju)離來(lai)看，以(yi)人類(lei)現有(you)(you)的(de)科(ke)技，要趕往開(kai)普勒-186f恐怕(pa)也有(you)(you)些不現實——看樣子地(di)球仍是宇宙中大的(de)奇跡啊。

奎因塔納表示：“M型紅矮(ai)星是數量多(duo)的恒星。銀河系中最初的生命跡(ji)象很有(you)可能就(jiu)會來(lai)自圍繞(rao)一顆紅矮(ai)星運(yun)行(xing)的系外行(xing)星。”

開普勒-186f的公(gong)轉周期是130天，其(qi)接(jie)收到(dao)的熱量值(zhi)大(da)約是地球從太(tai)陽(yang)那里接(jie)收到(dao)的相(xiang)應值(zhi)的1/3，這就(jiu)使其(qi)位于宜居帶范圍的外側邊緣。

在開普勒-186f的(de)正(zheng)午時分站(zhan)在地表向(xiang)上看，這里天空中的(de)“太陽”的(de)亮度大約僅相當于我們地球上太陽即將落下時候(hou)的(de)感(gan)覺。

美(mei)國(guo)航空航天(tian)局埃姆(mu)斯研(yan)究中心下屬灣區(qu)環境(jing)研(yan)究院(yuan)的研(yan)究科學(xue)家(jia)，有關《科學(xue)》雜志論文的合著者托馬(ma)斯·巴克萊(Thomas Barclay)表(biao)(biao)示：“這顆行(xing)星(xing)位于(yu)宜居(ju)(ju)帶這一事實并不代表(biao)(biao)我們確定這顆行(xing)星(xing)本身就是(shi)宜居(ju)(ju)的。這顆行(xing)星(xing)地表(biao)(biao)的實際溫度在很(hen)大程度上取(qu)決于(yu)它擁有何種大氣(qi)層(ceng)。”

他說：“因(yin)此開普勒-186f或許(xu)可以被(bei)視作是地(di)球(qiu)的堂兄弟，但(dan)不是雙胞胎。但(dan)它(ta)的確在很(hen)(hen)多(duo)方面都和地(di)球(qiu)很(hen)(hen)相似。”

開普勒-186系統中的(de)另外4顆(ke)成員是：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以(yi)(yi)及(ji)Kepler-186e。圍繞它們的(de)“太(tai)陽”的(de)公(gong)轉周期(qi)分別是4天、7天、13天以(yi)(yi)及(ji)22天，這(zhe)樣近的(de)軌道距(ju)離讓它們的(de)地表溫度太(tai)高，生(sheng)命(ming)無法(fa)在(zai)這(zhe)樣的(de)環境下存活。這(zhe)4顆(ke)距(ju)離較近的(de)行(xing)星的(de)大小也都在(zai)地球的(de)1.5倍以(yi)(yi)下。

接下來的工(gong)作將包括接著搜尋真(zhen)正的“地球雙胞胎”，即那些地球大小，且(qie)在宜居(ju)帶中圍(wei)繞一顆與(yu)太陽(yang)相似的恒星運行(xing)的系(xi)外行(xing)星，并且(qie)要測(ce)出它的化學(xue)成(cheng)分(fen)。

開普勒空間(jian)望遠鏡是美(mei)國航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天局首臺(tai)擁(yong)有(you)觀測(ce)地球大小系(xi)外行星(xing)的探測(ce)設備，在其(qi)運(yun)行期間(jian)對(dui)超過15萬顆恒星(xing)周圍進行了(le)搜尋。

美國航空航天局(ju)埃(ai)姆斯研究中心主要負責(ze)開(kai)普勒空間(jian)望遠(yuan)鏡的地面(mian)系統(tong)的開(kai)發(fa)，任務(wu)操(cao)(cao)作以及(ji)科學(xue)數據(ju)分發(fa)。JPL則負責(ze)整個開(kai)普勒項目的開(kai)發(fa)工作。科羅(luo)拉多州的鮑爾(er)宇航技(ji)術(shu)公(gong)司開(kai)發(fa)了開(kai)普勒空間(jian)望遠(yuan)鏡的飛行(xing)系統(tong)并(bing)與科羅(luo)拉多大學(xue)合作，對任務(wu)操(cao)(cao)作和控制提供(gong)支持。