与地球同样大小!科学家分析旧数据,活捉了一颗惊人的宜居行星

开普勒太空望远镜已经于2018年10月底退役,在接近10年的观测任务中,它观察了530506颗恒星,发现了2662颗系外行星,让做了几千年“井底之蛙”的人类大开眼界。然而故事还没有完,在经过对开普勒望远镜获得的数据档案进行分析时,科学家意外发现了一条“漏网之鱼”——一个与地球同样大小,并且位于宜居带中的类地行星,这会是另一个文明的家园吗?

与地球同样大小!科学家分析旧数据,活捉了一颗惊人的宜居行星

开普勒太空望远镜硕果累累

实在与地球太像

新发现的行星被命名为Kepler-1649c,环绕一颗红矮星运行。 这应该是一颗岩石行星,根据与红矮星的距离判断,它具备在星体表面存在液态水的条件,而这是生命能够起源和繁衍的重要条件。

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Kepler-1649c与它的“太阳”

最令人惊讶的是,这颗系外行星的直径是地球的1.06倍,几乎与地球大小一模一样!要知道目前我们发现的系外行星绝大多数都是木星那样的“巨无霸”,这次能发现与地球大小“精准”匹配的行星,不能不说是一个奇迹。

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Kepler-1649c与地球的大小对比

Kepler-1649c的母恒星是一颗红矮星,而它从母恒星获得的光,大约相当于地球从太阳获得光量的75%。这已经很不错了,意味着行星上的环境与地球不会相差太多,因此引起了对地外生命的无限遐想。

不过这颗红矮星对生命来说是个不利因素。这一类恒星时常会发生猛烈的耀斑爆发,释放出大量紫外线和X射线,摧毁行星的大气层。尤其是Kepler-1649c距离红矮星很近,公转周期只为19.5天,很容易受到耀斑的影响。实际上它还有一颗差不多大小的姊妹行星,距离红矮星更近,仅有Kepler-1649c的一半,环境想必更加恶劣。

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Kepler-1649c上的日出(艺术想象)

在开普勒任务和其它天文观测中,多次在红矮星周围发现类地行星,并且有很多还位于宜居带内,预示着这可能是一个宇宙中的普遍现象。由于红矮星是宇宙中数量最大的一类恒星,这对于搜索系外的类地行星,甚至是地外生命和文明,都具有重要的参考意义。

为何成为“漏网之鱼”

各位看官可能会问,开普勒望远镜都已经退役一年多了,为什么现在才捉到这颗“野生地球”?这要归功于搜索算法的改进。

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行星经过恒星表面

开普勒太空望远镜搜寻系外行星的方法是“凌日法”,如上图所示,当行星经过母恒星前方时,会遮挡恒星的光线。如果画出一条以时间为横坐标的恒星亮度曲线,那么行星经过时会留下一个“凹坑”,或者说“波谷”,如下图所示。

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采用凌日法寻找行星

但是,恒星的亮度变化是很常见的,有可能由恒星自身引起,也有可能因为其它宇宙天体挡住了光线,而不见得是围绕恒星运行的行星。实际上由行星公转导致的恒星亮度变化,仅占开普勒望远镜观测到的所有疑似事例的12%。因此,NASA采用了一个名为Robovetter的算法,对望远镜产生的678GB数据进行甄别,去除那些并非由系外行星引起的亮度变化事件。

这一算法显然并不完美,科学家已经确信它造成了很多误判,因此对Robovetter算法先前判定为“假事件”的事例重新过了一遍筛子,确定亮度变化的原因,挨个进行排除。在这一过程中,深藏于其中的Kepler-1649c终于被揪了出来。

开普勒太空望远镜的继任者

这次发现的与地球惊人相似的系外行星,再次证明了开普勒望远镜的价值。事实上,这台太空望远镜完全扭转了人类之前对系外行星的看法,深刻认识到行星在宇宙中非常常见,也使科学家开始认真思考地外生命和文明存在的可能性。

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凌日系外行星巡天卫星(TESS)

开普勒望远镜虽然退役了,但这种相当行之有效的行星捕猎方法当然不会被放弃,而开普勒望远镜也仅仅只探测了天鹅座方向非常有限的一小块天空。2018年4月,凌日系外行星巡天卫星(TESS)由猎鹰9号火箭成功发射。TESS的目标是观测20万颗恒星,目前已经发现了多颗系外行星。希望TESS能够继承开普勒望远镜的高产精神,继续充当人类搜寻太阳系外其它“地球”的慧眼。

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