02.26 科學家是如何判定開普勒452就適合人類移居的?

天下沒有高低貴賤


科學家是如何判定開普勒452b是宜居的?

截至到去年5月份為止總共發現了3767多顆系外行星,其中有262顆可能位於恆星的宜居帶。當然隨著TESS進入狀態,未來系外行星以及位於宜居帶的行星將會越來越多!但我們只關心一個問題,這些位於宜居帶的行星都宜居嗎?橫跨如此遙遠的距離,是用什麼方式來證明這些行星是宜居的?

開普勒望遠鏡發現的行星與地球大小對比,藍色為地球大小,綠色為超級地球,橙色為海王星天體,紅色為巨型氣態行星!

一、開普勒望遠鏡是如何發現行星的?

除了太陽系以內的天體外,系外行星都不可能以直接的方式被發現,即使是最近的比鄰星也一樣不能,只能通過直接的凌星法或者間接的多普勒頻移方式來發現行星!

1、凌星法很簡單,當行星經過恆星與地球之間時就會遮擋恆星,那麼在望遠鏡的CCD上就會產生一個波谷,凌星後光通量下降,這是檢測行星凌星的重要依據!但卻有一個問題,因為凌星產生的條件是非常苛刻的,只有地球在對方星系的黃道平面上才能觀測到凌星,而且繞行一週才一次!因此無論是開普勒還是TESS望遠鏡,唯一要做的工作就不斷拍照拍照拍照……

TESS望遠鏡發現有光變的恆星,當然只是初步篩選,如果要獲得證實,那麼需要反覆觀測,直至確認凌星,這是一個繁瑣而已無聊的工作,幸虧開普勒和TESS不會抱怨!

2、多普勒法 在行星靠近和離開恆星時波長變化來作為依據,這種方法在可以探測地球沒有處在黃道平面上的恆星是否有行星!但這個方法效率比凌星法更差,因為行星太小,波長變化極其微小,需要長時間觀測某個區域才能取得有效信息!

要提醒一下的是,到現在為止77%的系外行星都是通過凌星法發現!

二、如何來衡量行星是否宜居?

其實必須要說明一下的是,行星是否位於宜居帶是可以計算的,公式如下:

宜居帶(天文單位)L=√目標天體光度/太陽光度

只要知道對方恆星的光度即可計算出它的宜居帶大致範圍,但位於宜居帶的行星是否宜居,那就是另一回事情了!

那麼開普勒452b有哪些參數支持是一顆宜居行星呢?

1、開普勒452是一顆G型光譜的恆星,與太陽類似,質量大約是太陽的1.037倍!

2、開普勒452b軌道半徑:1.046個天文單位

3、公轉週期:385天

4、行星直徑:1.59倍地球

這些參數除了大小和地球有些出入之外,簡直就是一個地球公轉太陽的翻版!

以上參數可以通過凌星法計算,而且準確性極高!這是否表示開普勒452b就是一顆宜居行星呢?當然在我們得出這個結論之前,早就有超級地球等說法喧囂塵上!而且對這顆1400光年以外的系外行星呼聲極高!它確實是這幾年以來發現過最類似地球的行星!

但是這仍然可能會有一個結果,大家都都知道火星和地球都位於太陽系的宜居帶,但火星與地球的條件也都知道,火星很明顯是不可以生存的,至少它的天然條件並不適合生存,同屬宜居帶的地球較之火星,那肯定是天堂般的存在!假如有開普勒452b有文明級別與我們類似,那麼他們也能觀測到地球和火星的凌星,一樣能計算出兩顆星球都位於宜居帶,但他們不可能知道地球更宜居!

三、我們有方法可以驗證開普勒452b上有液態水嗎?

現在獲得的參數我們可以瞭解如下數據:

  • 這是一顆岩石質天體:因為根據掩星以及軌道可以計算出它的直徑與密度,推測出是一顆岩石質行星

  • 表面溫度:可能會比地球略高,因為直徑是地球的1.59倍,大氣層應該要比地球厚一些,溫室效應會比地球嚴重一些!(假如有大氣層)

  • 是否有水?這實在是一個問題,畢竟無法通過獲取有效的光譜分析它的大氣層是否成分,因為數據實在難以獲得,僅僅是理論上支持而已!當然金星凌日這種條件還是可以通過光譜分析的,但系外行星,實在太抱歉,基本沒有可能!

因此我們只能判定,開普勒452b只是可能有液態水存在的條件,但卻並不一定有水!也就是說現在假設的所有條件,比如超級地球,或者第二個地球等都是NASA給予的溢美之辭,而真正的條件,那真只有老天才知道!


星辰大海路上的種花家


截止2028年5月,人類已經發現了3767顆系外行星。其中的77%是通過凌日現象發現的。這些行星幾乎全部都在銀河系以內。開普勒太空望遠鏡用凌日法大約發現了18000顆地外行星的候選者,其中有262顆可能存在於恆星的宜居帶之中。相信經過一段時間的確認,系外行星的數量會大幅增長。

圖:開普勒望遠鏡,它的主要任務就是發現和研究系外行星



凌日法

當系外行星經過地球與恆星的連線時,會遮擋住一部分恆星的光芒,造成恆星的視星等下降0.01%。這種方法的靈敏度很高,能夠發現用其他方法(徑向速度法等)觀測到的大行星質量1/30~1/600的較小行星。這些行星和地球差不多大。

通過凌日法能夠大致估算出系外行星的半徑(遮擋了多少光線)。再結合徑向速度法就能估算出系外行星質量大小和軌道參數。

徑向速度法

當一顆行星繞著恆星公轉時,會導致恆星在一定範圍之內有規律的移動。這樣的移動會導致恆星光譜的紅移或者藍移。這就像火車迎面開來時汽笛的聲音會變得尖銳(聲音波長縮短),遠離我們時汽笛聲音會變得低沉(波長增加)。這就是開普勒效應。



利用開普勒效應可以檢測哪怕只有1米/秒的速度變化。這樣就可以測算出行星的大概質量。

通過分析行星的光譜,我們還能知道行星大氣的化學元素。



開普勒452b就是開普勒望遠鏡利用凌日現象發現的一顆與地球非常相似的行星之一。

開普勒452b圍繞著開普勒452恆星運行。通過這個名字可以看出,它是在這顆恆星處發現的第一顆行星(從b開始編號)。開普勒452是一顆與太陽相似的恆星,它的質量是太陽的1.04倍,半徑是太陽的1.1倍,年齡大約有60億歲,比太陽大了15億歲。這使得它的光度是是太陽的1.2倍(恆星年齡越大、質量越大,光度就越強,太陽每過10億年光度就增加約10%)。

開普勒452b離地球大約為1400光年,以目前人類最快的探測器~新視野號的速度到那裡,需要2580萬年才能到達。

圖:開普勒452b(右)與地球(左)的比較

據觀測,開普勒452b的直徑比地球大60%,體積是地球的5倍,地表的重力是地球的兩倍。離恆星的距離大約是1.05個天文單位(地球是1天文單位)。公轉一週需385天。它大約處於恆星的宜居帶上。可能存在著液態水,這也意味著它可能存在生命。使用地球相似指數衡量,它是第6個最像地球的行星。

不過它離地球實在是太遠了,等我們擁有遠航到那裡的技術時,它可能已不再適合人類居住了:開普勒452恆星正在走向死亡,它的光度會不斷提升,這樣就會烤乾整個行星,使它不再適合人類居住。地球同樣如此,大約在10億年後,地球就會遭受同樣的命運。


講科學堂


我們簡單介紹一下估計很多人不知道開普勒452:

美國航空航天局於2015年7月證實,開普勒太空望遠鏡在該恆星附近發現一類地行星,即開普勒452b。該行星位於系統的宜居帶內,這也是目前開普勒452系統中唯一被證實存在的行星。

這顆新的行星有一個385天的軌道,可能是一個岩石體,比地球略大,半徑是地球的1.63倍,表面引力是地球的兩倍。軌道上的G2型恆星距離地球1400光年。

這顆行星和他的恆星也和地球和太陽一樣,不過它的恆星要比太陽大一些,亮度也要比太陽亮20%左右,年齡超過15億年,雖然開普勒-452b是開普勒發現的最接近我們的地球 - 太陽系的類似物,但它的進化可能還在繼續。和我們地球未來結局一樣,因為太陽耗盡了它的燃料,擴展並演變成一個紅巨星。

總結:所以說我們不要把希望寄託在這顆行星上,因為它的恆星超過了15億年,所不準和太陽的年齡相當,如果這樣的話,當太陽變成了紅巨星,我們地球也就不存在呢,那開普勒452也是一樣的道理!


趣味點亮生活


2015年7月開普勒太空望遠鏡在天鵝座方向1400光年外發現了一顆G型主序星,亮度超過太陽20%,質量超過太陽4%,60億歲。

單看這顆恆星表面數據的話並不是很稀有,但天文學家意外的發現該恆星有一顆位於宜居帶內的行星,也就是我們所說的開普勒452b。

儘管該行星最初被人們冠以“超級地球”的美名大肆宣揚,但以地球相似指數來看開普勒452b不過是第六個最像地球的系外行星,目前第一像的是開普勒438b,而且還有另一顆相似度達到0.98的KOI-4878.01還沒有被正式確認存在。


開普勒452本身只是一個恆星,並不適合人類居住,真正有可能宜居的是它的行星開普勒452b,大家千萬不要把這兩個天體搞混了,不過以目前的技術水平需要2580萬年才能到達開普勒452b,所以相當長的一段時間內開普勒452b都只是一個象徵。

不論是哈勃望遠鏡還是開普勒太空望遠鏡都無法看到行星和恆星的細節,只能通過分析光譜等被動方法確定其質量以及和可能存在的大氣,因而開普勒452b有可能並不適合人類居住,畢竟它的母恆星開普勒452光度是太陽的1.2倍,這意味著開普勒452b上有可能草木生煙。

我們的太陽隨著時間的推移亮度也會增加,若干億年後的地球海洋就會被太陽蒸發,太陽系宜居帶也會因為亮度增加而向火星軌道甚至是木星軌道移動。


在如今的觀測手段限制下聲稱某顆行星適合人類居住是很不負責任的行為,跨越數千光年的觀測本身精確度就很低,且看到的也只是目標數千年前的狀態而非實時狀態。

相比遠在數千光年外的系外行星,我們太陽系內部就有許多可供改造的新世界,從近在咫尺的月球火星到遠一點的木星和土星的衛星,這些太陽系內的岩石星球大多數都擁有水資源和大氣層,是未來人類殖民開發的理想目標。


宇宙探索未解之迷


我先給結論吧,科學家目前沒有判定宇宙中任何一顆行星,適合人類移居,包括這個開普勒-452b在內。

開普勒天文望遠鏡

首先,我們從名字就可以分析得到,這顆行星是由天文望遠鏡——開普勒發現的,然後加個編號——452b,代表這是發現過的很多顆之一。

開普勒望遠鏡是一臺放到太空中的光學望遠鏡,它的觀測精度以人類目前的科技實力來看,是非常了不起的,據說可以讓大家輕鬆看到月球上一根火柴的亮度。


但我們這次要觀測的是一顆類地行星,而不是恆星,行星不會發光,雖然開普勒已經很牛了,但是也絕對沒有牛到可以直接看太陽系外行星的地步,我們是通過凌日現象,來觀測“開普勒-452b”的。

凌日現象觀測大法

“凌日現象”簡單的說,就是行星繞著恆星旋轉,繞到前面就會把恆星的光擋住一部分,理論上我們觀察恆星就會暗一點點。 然後我們可以根據光線變化的週期計算行星的軌道半徑,根據光線變化的強度計算行星的大小。

而目前開普勒望遠鏡,就可以觀察到如此細微的光線變化!遺憾的是,這就是所有的信息,其他的參數和可能性?我們靠猜。

我們能夠直接拍攝到開普勒-452b嗎?

如果我們要直接拍攝,其實也不是沒有辦法的,原理上來說,只要讓望遠鏡的照片上的一個像素對應它的分辨率就好了。計算過程太長我就省略了,這麼說吧,我們需要一臺比目前開普勒望遠鏡大一百萬倍的望遠鏡。我們就可以直接把這個星球拍成一個1個像素的圖像。


簡而言之,僅僅顯示一個像素點,開普勒望遠鏡得升級到望遠鏡口徑1000公里大小吧。

開普勒-452b宜居嗎?

好了吧,我前頭說了這麼多,就別問我這個問題了,你就看著一個影子,就想上天了不成?哪有這等好事。

搞個相親大會,好歹得描述一下相貌體態特徵吧,你連一個像素的照片也給不了,還特麼是影子,你問我,這小妞長得漂亮嗎?

所以,根本不會有科學家告訴你這個可以移居。論移居程度,它也排不上號,火星都比它要靠前。

結語

地球只有一個,好好愛惜吧。別老想著跑路,目前沒路可跑。


貓先生內涵科普


首先可以肯定的是,這顆行星確實存在,而且它的諸多指標很接近地球。(歡欣鼓舞)這一切歸功於開普勒天太空望遠鏡的功勞。

科學家把這顆行星的恆星系統叫做開普勒452系統。而且開普勒452b是該行星系統中唯一可以觀測到的行星。它的體積比較大,大概是地球的4~5倍。上面的重力大概是地球的兩倍。初步斷定它和地球的構造類似,是一個不折不扣的岩石體。而它所圍繞的恆星,總體來說體量和太陽差不多,也許會比太陽大一些。亮度也會更亮一些。(大概15%~20%的樣子。)看到這裡我們似乎歡欣鼓舞,也許直接坐著飛船就“嗖”的飛過去了。不好意思,我要提醒一下大家的是,我們的太陽距與開普勒452系統恆星間的距離大概有1400光年。也就是說坐光速飛船也要1400年。 這些時間足以讓人類文明再持續進化1/3了。(所以我們看看,過過眼癮就好了。)


像類似於開普勒452b的行星,我們已經發現了很多。記得很早以前是通過哈勃望遠鏡,其後是開普勒太空望遠鏡。迄今為止我們認為有可能存在“生命”的宜居行星,篩選下來大概有不到300顆。


迄今為止我們所尋找的宜居星球的標準,幾乎就是在尋找地球的孿生兄弟。首先是要有空氣,大量的水和適宜的壓力和引力。這樣我們尋找下了一大圈篩選出來的,可能完全都是作為地球的替代品!換句話說,我們都是按照碳基生命的生存條件,在找所謂的“宜居星球”。但這也難怪,我們從來都沒有踏出過太陽系,甚至在太陽系內部也沒有進行徹底的勘察。(太陽系內我們完全沒有發現其他任何形式的生命)其他形式的生命體及其所在的生存環境,對於我們來說,完全是一個未知數。我們既無法證明人類是宇宙中唯一的生命體,也不能證明,碳基生命形式是宇宙中獨一無二的生命形式。


所以現在所有的宇宙探索活動,我們都可以將其看做是拓展人類的眼界和補足知識所進行的學習……


星光之霖


有一顆太陽,距離跟地球和我們的太陽接近這是最主要的判定,還有就是開普勒這顆星球跟地球壽命也差不多,其他的暫時不詳


大呆567


因為你去不了,所以你也反駁不了


豬頭賣唔賣


〔宇宙定律〕

一 、物質的電磁力{吸引力}{反推力}

物質存在電磁力,同一種物質介質相互吸引,不是同一種物質介質相互推。多的物質會把少的物質推成圓球,因為兩種物質都在推,而且同一種物質任何一點推力都一樣大。推力又稱為反推力反推力是很均勻的力。被推成球型的物質任何一點向外發出推力都一樣大,但兩種物質的反推力不一定是一樣大。又因兩種物質都在使勁推少的物質被迫成圓球。圓球是物質組成的不是空的所以有個球面稱為圓球面。圓球面所受到的反推力越往球中心力線越密承受的推力越多。因圓球面任何一點都承受來自各個方向的力必然有一條力線經過球心垂直於球心,所以從球面到球心越往中心垂直力線越密越多所受到反推力也越大。故而球心所承受的反推力最大。故而越遠離球心所承受的反推力越小越少。

只要中心有物質壓力重力的天體,它的最外層表層必須是球形(圓球),天體的球面如果變成方形……中心不但沒有物質壓力而且重力也不存在。

二、光聚焦 能量聚焦、熱能量聚焦、正負(反)能量聚焦

光與一切物質同在充滿整個物質世界。太陽、恆星、一切星系是光聚焦取得能量,只有光永遠聚焦才能永遠發光發熱。我們看到的會發光發熱的星星、星系、恆星、太陽、行星中心,行星的衛星中心、地球中心、小行星中心、慧星中心、都是光聚焦的中心。 星星、星系、恆星、太陽、行星的外面外層都有一個圓球面可以光聚焦到中心。圓球面是平凸透鏡、凹凸透鏡, 只要形成平凸透鏡、凹凸透鏡就可以光聚焦。

光聚焦……光是用不完的循環的。

三、對環流層{上層與下層對環流}

自轉與公轉運動的動力層,宇宙間天體的公轉自轉都是有對環流層推動帶動運動的。同一個星球自轉有對環流層推動自轉……公轉有對環流層帶動運動,自轉與公轉運動是二個環流層,二個對環流層不是在同一個中心上的。沒有大氣層或有大氣層大氣只對流不進行對環流的星球(孤獨行星、流浪行星)、行星、小行星、行星的衛星是一定不會自轉的。

♥♥♥………………………………

【真實的宇宙形態結構】

宇宙是時間無限空間無涯物質有限世界。空間存在著一個一個大型的物質世界它們是沒有相連被真空隔離。各個物質世界都遵循同樣的物理規律,我們生活在其中一個大型物質世界裡。

我們的大型物質世界最多最外層的物質緊緊的吸引在一起它的外型是可以任何形態。它把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個大圓球都有一個圓球面及一箇中心,我們就在其中一個大圓球面裡面。這個大圓球內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個大圓球就是我們的圓球……………………總星系。總星系有一個圓球面及一箇中心。在總星系圓球面內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心。其中一個大圓球就是我們的圓球銀河系它有一個圓球面及一箇中心。銀河系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個大圓球就是我們的圓球太陽系它有一個圓球面及一箇中心,太陽系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個就是地球系(包括月球),地球是中心它的圓球面在月球之外,地球氣態圓球面內的最多氣態物質又把月球及其他各種各樣不相混合的氣態物質反推成一個一個圓球。

這些大大小小從大到小的圓球剛剛形成光‘就聚焦在它們的中心點上使中心發光發熱,太陽、行星中心、銀河系中心、總星系中心、星系中心、恆星都是有光聚焦才發光發熱的。因光聚焦在中心點上發光發熱就會發生對流 對環流。每一箇中心點上有一組或多組對環流層,接近中心的對環流層可帶動中心轉動自轉,遠離中心的對環流層可推動天體、星系、恆星、物體、物質、行星等等繞中心公轉。月球有氣態層只有局部的對流沒有對環流所以沒有自轉只有公轉,月球公轉是地球最外面的一組對環流層推動月球繞地球公轉的……其它行星的衛星公轉類同。靠近地殼的對環流層(有對流層與中間層組成交替環流)帶動地球自轉其他行星自轉類同。地球月球在同一個圓球面內被太陽系的對環流層推動繞太陽公轉的其他行星公轉類同。太陽系圓球面內全部行星被銀河系的對環流層推動繞銀河系中心公轉的其他恆星系公轉類同。銀河系圓球面內的恆星系被總星系的對環流層推動繞總星系中心公轉的其他星系仙女系公轉類同。總星系圓球面內的星系被更大的對環流層推動繞更大的中心公轉。就這樣以此類推外面外層到底有多少層次我不敢下決定…… 根據天文文明可能有三十六層。我們是被套在圓球內從最大的圓球一直到最小的圓球……大圓球套比它小的圓球。就這樣圓球中有圓球,我們是被幾十層的圓球套著。


宇宙天文宗師


1+1為什麼等於2


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