位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

摘要:尋找人類第二家園,一直是科學家們堅持不懈的努力方向。儘管開普勒太空望遠鏡(Kepler Mission)退役已近一年半,但對其收集到的數據進行整理和建模等研究工作,還遠遠沒有結束。

一週前,NASA消息稱,一國際團隊在梳理開普勒望遠鏡歷史數據時,發現此前因計算錯誤而忽視掉一個重要發現——Kepler-1649c,一顆距地僅約300光年的巖質行星,體積幾乎同等地球大小。而最為關鍵的是,Kepler-1649c位處該恆星系統宜居帶上,可以支持液態水的存在,是迄今距離我們最近,且最像地球的星球

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

藝術想象圖 (圖源NASA)

1、這個新發現的星球,僅比我們的地球大6%

在天鵝座302光年處,有一顆1/4太陽直徑的M型主序星——Kepler-1649。它散發著橙紅色光芒,排在赫羅圖右下角,是一顆地道的紅矮星,表面溫度只能達到2,400K ~ 3,700K。

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紅矮星Kepler-1649 (圖源NASA)

在離Kepler-1649約0.0514 AU(天文單位)軌道上,有一顆公轉週期僅8.7天巖質行星——Kepler-1649b。

2017年發現該行星時,因其1.28倍地球體積(質量同倍率),故曾稱之為又一“超級地球”。然而,Kepler-1649b因太過接近所環繞的恆星,因而頂多只能類比於太陽系中金星的表面環境。

但在稍更遠處,一個令人振奮的發現,該恆星系統宜居帶上,還存在一顆巖質行星——Kepler-1649c。

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Kepler-1649恆星系統 (圖源NASA)

Kepler-1649c,1.06倍地球體積,也就是說比地球只大了6%。它從該系統恆星獲得的光照量,約為地球獲得太陽光照量的75%,這使得其擁有-39℃的平均表層溫度。如果該行星擁有充足的大氣,則表層平均氣溫應該還會更高,足以支持液態水的存在。

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Kepler-1649c計算機模擬圖 (圖源NASA)

這是一個喜人的發現!

此前,雖然科學家們也曾找到過一些近似地球大小,或者平均溫度更接近地球的系外行星。但綜合體積大小和表層溫度雙重因素,Kepler-1649c無疑是人類最理想的“第二家園”。

Kepler-1649c另一亮點之處在於,它所環繞的中央天體(紅矮星)是一個長壽命恆星,可以為自身演化歷程更持久的提供能量補給。

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

圖源:NASA

Kepler-1649c並非絕對完美,卻為我們提供了新的探索方向

當然,Kepler-1649c也並非地球的復刻版,遠未達到絕對完美程度,原因之一是19.5天公轉週期。這意味著,Kepler-1649c距離系統恆星還是太近了,有面臨高強度恆星輻射的威脅。但Kepler-1649c更重要意義在於,在行星系統構成上,它極有可能為我們提供了一個全新概念。

以往我們認為,行星系統要想長期穩定運行,臨近軌道大質量行星的軌道共振應保持2:1或3:2比率,即外圈行星每公轉1圈(或2圈),內圈行星恰好公轉2圈(對應 3圈),這一規律也適用於多顆大質量天然衛星系統。但Kepler-1649c與Kepler-1649b,卻以4:9的特殊共振頻率長期穩定存在。

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

要知道,銀河系中有上千億顆恆星,而其中有75%都是類似於Kepler-1649的紅矮星。如果穩定的軌道共振不受限於以往認知的2:1或3:2,這將大大提升宜居帶行星基數,也將大概率找到能媲美地球的“新家園”。

不過,也有業內人士認為,在Kepler-1649 c與b軌道中間,還可能存在一顆大質量行星X,使得b:X和X:c軌道共振滿足2:1或3:2比例。但從開普勒望遠鏡所收集到的數據中,確實沒有行星X的痕跡。這也有可能是行星X的軌道傾角較大,沒有被開普勒望遠鏡捕獲到。

天鵝座,是一個量產“地球”的神秘所在

對於星系間距離動輒成千上萬光年,302光年開外的Kepler-1649算不上遙遠。而其所處的天鵝座,更像是一個“地球”量產工廠。

飛翔在銀河系白茫茫“河”中央的這隻“天鵝”,已探測到恆星數量達到3,079顆,地球上肉眼可見137顆,有探測記錄的行星數量1,352顆。

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

天鵝座61,是天鵝座距離地球最近的恆星,僅約11光年。天鵝座最遠的恆星——HIP99439,此前三角視差法測得的距離超過32萬光年(該數據有爭議)。空間跨度如此大的天鵝座中,不缺乏閃耀“明星”。超級巨無霸——天鵝座KY,有著1,420倍太陽直徑和2.5萬倍太陽質量天津四,光度為太陽的18萬倍,是天鵝座中最“亮”的仔,在南北半球全天空亮度排名第19位。

若要歷數天鵝座已發現的行星,也是亮點頗多。

Kepler-452b,五年前炒的轟轟烈烈,一度稱為“地球2.0”或“地球表哥”。452b有著5倍地球體積大小,公轉週期385天,距離中央主恆星也和地球距太陽相當。

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

號稱“地球2.0”的Kepler-452b (圖源NASA)

相距1,400光年之遙,表面重力加速度是地球的兩倍,中央主恆星比太陽還老15億歲,Kepler-452b似乎也不是人類“第二家園”首選,

Kepler-186f,六年前首次公佈時,1.1倍地球體積大小、地處宜居帶、距地500光年等信息量,曾其名噪一時。

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

Kepler-186f中央恆星也是一顆紅矮星 (圖源NASA)

不過,Kepler-186f從中央主恆星獲得的光照量只有地球1/3,因而Kepler-186f還不能成為地球“孿生兄弟”,最多也只是個“堂兄弟”而已。

Kepler-22b,距地500光年,是九年前首顆被確認宜居帶系外行星候選天體,但13.8倍地球體積似乎超胖了點,且至今還未徹底摸清其密度和質量分佈。

位處宜居帶,地球幾乎同等大小,開普勒-1649c或成理想“新家園”

首個被確認的類地行星Kepler-22b (編輯圖片)

除此外,還有Kepler-69c、Kepler-1229b等,這些入選地球高相似度榜單的類地行星,也都來自天鵝座。簡單的說,在已確認的30多顆地球高相似度系外恆星中,天鵝座就佔了1/5數量。

這個星座,可圈可點的天體名單遠不止這些。它對太陽系及地球似乎也非常感興趣,總想創造出複印版地球來。未來的某一天,或許我們會驚訝真有另一個地球的存在,而她,很可能就在天鵝座。

因為,天鵝座十多個星雲團,至今還在努力的量化生產著......


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