作者:Elisa V. Quintana 来源:《科学》 发布时间:2014-4-21 14:04:39
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恒星宜居带首现地球“堂兄弟”
围绕红矮星运行 可能含有水

 
天文学家首次于宜居带发现地球“堂兄弟”。
 
图片来源:美国宇航局
 
天文学家首次在一颗恒星的宜居带中发现了一颗与地球大小类似的系外行星。这颗系外行星是迄今为止最接近科学家一直寻找的梦寐以求的宜居带天体的行星,即体积与地球接近,且环绕恒星的距离恰好适合液态水的存在。
 
该研究的共同作者、美国加利福尼亚州山景城SETI研究所天文学家Elisa Quintana表示:“我们明确地认为这是朝着找到一个真正的日—地类似结构迈出的又一步。”但是由于这颗系外行星所环绕的恒星是一颗寒冷而昏暗的红矮星,而非像太阳这样的恒星,因此Quintana和她的同事认为,这颗系外行星更类似于地球的一个“堂兄弟”,而不是“双胞胎”。
 
研究人员在4月18日出版的《科学》杂志上报告了这一研究成果。
 
这颗行星被命名为开普勒-186F,围绕一颗距地球约500光年的红矮星运行。在这个星系中,共有5颗行星,其中开普勒-186F是最外层的一颗行星,从其距离看,正好位于可保有液态水的宜居带外层。
 
计算表明,这颗行星的直径只比地球大10%,围绕母星的公转周期为130天。尽管其质量和组成成分无法探测,但Quintana及其同事认为,类似大小的行星非常可能是岩石行星,可惜这一点至今尚无法肯定,因为科学家目前只了解其物理大小而非质量。此外,该行星从母星获得的能量是地球从太阳获得能量的1/3。站在这颗行星表面上,正午的“阳光”亮度差不多是地球上日落前一个小时的阳光亮度。
 
多名天文学家认为,新发现具历史性意义,它首次证实了恒星宜居带中确实存在接近地球大小的行星。“对我而言,这项研究证明了这样的行星真的存在。”马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心天文学家David Charbonneau表示。
 
Quintana说,发现开普勒-186F只是第一步,“我们不希望保持这个记录停止不前,我们希望发现更多类似的行星”。
 
此前,天文学家已找到近1700颗太阳系外行星,其中大约20颗位于宜居带内,但这些行星都比地球大得多,且人们无法弄清它们是岩石行星还是气态行星。
 
科学家说,开普勒-186F是迄今发现的“最像”地球的行星,然而,由于它围绕一颗M红矮星运行,还不太适合被称为“第二地球”。
 
在银河系中,70%的恒星都是M红矮星,它们比太阳小得多,温度也更低,因此新发现意味着也许可以在这些恒星的周围寻找外星生命迹象。Quintana说:“我们的银河系中很可能到处都有开普勒-186F的堂兄弟。”
 
传统天文学理论认为,红矮星的行星并非寻找外星生命理想之地,因为其宜居带中的行星通常会被母星潮汐力锁住,一面永远面对恒星,另一面永远背对恒星,从而不适合生命生存。
 
但研究人员认为,开普勒-186F距其母星足够远,因此可能不会出现被潮汐力锁住的问题,这也同时帮助它远离恒星耀斑带来的威胁。即便开普勒-186F被潮汐力“定身”,根据一些最新研究,大气气流和海洋洋流也可以改变行星的气候环境,从而形成适合生命的环境。
 
对此Quintana相信:“我们如果能够在未来几十年里发现任何生命迹象,那么最有可能来自于位于一颗M红矮星宜居带中的行星。”
 
开普勒空间望远镜是世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器,于2009年3月6日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,它是美国宇航局发射的首颗探测类地行星的探测器。在为期3年半的任务期内,开普勒空间望远镜已对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系统展开观测,以寻找类地行星和生命存在的迹象。美国宇航局公布的资料显示,开普勒空间望远镜携带的光度计装备有直径为95厘米的透镜,能够通过观测行星的“凌日”现象搜寻太阳系外类地行星。然而在经过数个月的努力后,美国宇航局于2013年8月15日宣布放弃修复开普勒空间望远镜。“开普勒”由此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务,但它仍可能被用于其他科研工作。
 
在“开普勒”之后,寻找M红矮星宜居带系外行星的最大希望,将来自于美国宇航局计划于2017年发射升空的凌日系外行星调查卫星。(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
 
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