藝術(shù)示意圖：開普勒-22b，這是一顆運(yùn)行在一顆類太陽恒星周遭宜居帶中的系外行星
開普勒-22b行星系統(tǒng)和太陽系行星系統(tǒng)對比圖
北京時間12月6日消息，美國宇航局所屬開普勒空間望遠(yuǎn)鏡近日確認(rèn)了首顆位于所謂“宜居帶”中，并且圍繞一顆和我們的太陽非常相似的恒星公轉(zhuǎn)的系外行星。這顆最新確認(rèn)的系外行星名為開普勒-22b(Kepler-22b)，其直徑約為地球的2.4倍。不過科學(xué)家們目前尚不能確定其地表究竟是巖石質(zhì)地的還是液態(tài)或是氣態(tài)形式，然而不管如何，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是朝向找到另一顆地球這一最終目標(biāo)所邁出的堅(jiān)實(shí)一步。
天文學(xué)上所謂的“宜居帶”(habitable zone)其實(shí)就是指一顆恒星周圍的一定距離范圍，在這一范圍內(nèi)水可以以液態(tài)形式存在，由于液態(tài)水被科學(xué)家們認(rèn)為是生命生存所不可缺少的元素，因此如果一顆行星恰好落在這一范圍內(nèi)，那么它就被認(rèn)為有更大的機(jī)會擁有生命或至少擁有生命可以生存的環(huán)境。開普勒空間望遠(yuǎn)鏡最近已經(jīng)找到超過1000顆系外行星候選目標(biāo)，其中有10顆大致和地球大小相當(dāng)，并且位于各自中央恒星周圍的宜居帶中。科學(xué)家們將需要進(jìn)一步的后續(xù)觀測來逐一確認(rèn)這些被開普勒望遠(yuǎn)鏡先期圈定的候選目標(biāo)。道格拉斯·哈金斯(Douglas Hudgins)是華盛頓美國宇航局總部的開普勒項(xiàng)目科學(xué)家，他評價說：“這是我們尋找另一個地球的重要一步。”
Kepler-22b距離我們約有600光年。盡管其直徑比地球大上不少，但是它的軌道公轉(zhuǎn)周期約為290天，和地球相差不大。并且它圍繞運(yùn)行的中央恒星和我們的太陽非常相似，也是一顆光譜型為G的黃矮星，只是質(zhì)量稍小，溫度也相應(yīng)地低了一些。
開普勒空間望遠(yuǎn)鏡是美國宇航局發(fā)射的一臺專用于尋找系外行星的軌道天文臺，它擁有空前的超高靈敏度，能夠察覺遙遠(yuǎn)恒星哪怕最細(xì)微的亮度變化。如果一顆恒星周圍存在行星，當(dāng)這顆行星經(jīng)過恒星前方時，它將遮蔽一部分恒星發(fā)出的光，從而導(dǎo)致恒星出現(xiàn)輕微的亮度變化，稱為“凌星”，而開普勒望遠(yuǎn)鏡所探測的正是這一效應(yīng)。它運(yùn)行在地球軌道上，對天空中超過15萬顆恒星進(jìn)行仔細(xì)觀察，確認(rèn)它們有沒有顯示出這種亮度變化，如果發(fā)現(xiàn)有，為謹(jǐn)慎起見，它還需要至少3次重復(fù)觀察才能最終做出確認(rèn)或排除的決定。
威廉姆·布魯基(William Borucki)是宇航局加州埃姆斯研究中心科學(xué)家，也是開普勒望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目的首席科學(xué)家，正是他領(lǐng)導(dǎo)了這一次發(fā)現(xiàn)Kepler-22b的工作。他說：“這一次幸運(yùn)之神垂青了我們。我們第一次觀察到這顆系外行星可能存在的凌星線索是在望遠(yuǎn)鏡升空調(diào)試工作完成后僅僅3天的時候，而到了2010年假期的時候我們終于觀察到3次重復(fù)顯現(xiàn)的凌星現(xiàn)象，從而可以確定此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。”
一旦開普勒望遠(yuǎn)鏡鎖定一個目標(biāo)，科學(xué)家們還將調(diào)動地面上的大型望遠(yuǎn)鏡以及宇航局在軌運(yùn)行的斯皮策空間紅外望遠(yuǎn)鏡幫助進(jìn)行確認(rèn)。開普勒望遠(yuǎn)鏡所觀察的夜空是一小塊固定的夜空區(qū)域，該天區(qū)位于天鵝座和天琴座附近區(qū)域，這片天區(qū)在地面只有在春季至初秋這段時間才能進(jìn)行觀察。從地面進(jìn)行的輔助性觀測將幫助科學(xué)家們最終確定他們的發(fā)現(xiàn)。
截止2 011年2月份，科學(xué)家們共報告發(fā)現(xiàn)54顆位于宜居帶的系外行星候選體，其中Kepler-22b是首顆得到確認(rèn)的。有關(guān)此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容將在《天體物理學(xué)報》發(fā)表。
12月5日至9日，開普勒小組正在加州埃姆斯研究中心舉行科學(xué)會議，宣布他們新發(fā)現(xiàn)的1094顆系外行星候選體。自從上一批候選體于今年2月份發(fā)布之后，開普勒望遠(yuǎn)鏡小組圈定的系外行星候選體數(shù)量又增長了大約89%，總數(shù)達(dá)到2326顆。其中大約207顆大小接近地球，680顆是所謂的“超級地球”(即比地球稍大)，1181顆大致和海王星大小相當(dāng)，203顆接近木星大小，另有55顆大小超過木星。
這些發(fā)現(xiàn)主要基于開普勒望遠(yuǎn)鏡在2009年5月至2010年9月之間進(jìn)行的觀測，其中小體積行星的發(fā)現(xiàn)數(shù)目大增。今年2月份以來，地球大小和“超級地球”類別的系外行星候選體數(shù)量增加了200顆以上，增長超過140%。這一成果暗示在銀河系中大小相當(dāng)于地球1~4倍的行星的存在可能相當(dāng)普遍。
目前我們知道其中有48顆候選體位于它們各自的宜居帶中。這一數(shù)字相比2月份時的54顆有所下降，這是因?yàn)殚_普勒小組在2月份之后采用了更加嚴(yán)格的宜居帶定義，其中引入了大氣溫室效應(yīng)，這將導(dǎo)致宜居帶的范圍向外側(cè)延伸。
娜塔莉·巴塔哈(Natalie Batalha)是加州圣瓊斯州立大學(xué)的科學(xué)家，同時也是開普勒項(xiàng)目科學(xué)組副組長，她說“地球大小系外行星數(shù)量的驚人增長告訴我們開普勒望遠(yuǎn)鏡將要探測到的將是何種行星：它們不但大小和地球相仿，并且它們還可能是宜居的。”
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