天文学
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最后更新:2025年10月2日

超级地球:宜居行星在望?

开普勒-62宜居带内的系外行星
开普勒-62和开普勒-69系统中的超级地球与地球的相对大小。从左到右:开普勒-22b、开普勒-69c、开普勒-62e、开普勒-62f和地球。图片来源:NASA艾姆斯研究中心/加州理工学院喷气推进实验室。

开普勒-62和开普勒-69系统的系外行星

2011年12月,美国国家航空航天局(NASA)确认发现了首颗位于其恒星宜居带内的行星——系外行星开普勒-22b。

2013年4月,发现了两颗新的行星系统:开普勒-62和开普勒-69。开普勒-62系统包含五颗行星:62b、62c、62d、62e和62f。开普勒-69系统有两颗行星:69b和69c,其中包括三颗超级地球(开普勒-62e、62f和69c),它们位于“宜居带”,意味着可能存在液态水。

开普勒-62是一颗比太阳更小、更冷的恒星。系外行星开普勒-62f由岩石构成,仅比地球大40%,位于其恒星的宜居带内,公转周期为267天。

开普勒-62e比地球大60%,也位于其恒星的宜居带内。然而,它每122天在宜居带的内侧边缘运行一周。

第三颗行星开普勒-69c,其成分未知,体积比地球大70%,其242天的轨道(类似金星)位于与太阳相似的开普勒-69恒星的宜居带内。

自从科学家能够探测到系外行星以来,他们一直在寻找与地球相似的世界,因为最终目标当然是在宇宙中找到有利于生命出现的条件,回答那个一直困扰人类的古老问题:“我们在宇宙中是孤独的吗?”

每一项发现都让我们离这一目标更近一步;现在,我们只需等待时间揭晓,银河系中是否遍布着类似地球的行星,抑或我们只是稀有的存在。

开普勒,这台重达一吨多的太空望远镜,于2009年3月6日启程前往银河系,寻找太阳系外行星(即系外行星)。开普勒望远镜将搜寻的是小型类地系外行星(大小是地球的2到20倍),而自2003年起在轨运行的科罗太空望远镜无法探测到这类行星。

开普勒太空望远镜同时且连续地观测超过15万颗恒星的亮度。

开普勒-62:与内太阳系行星的比较

开普勒-62系统
开普勒-62系统:与内太阳系行星的比较。开普勒-62是一个包含五颗行星的系统,距离太阳约1200光年。科学家尚不清楚该系统宜居带内的行星是以岩石为主、完全由气体构成,还是以液态物质为主。图片来源:NASA艾姆斯研究中心/喷气推进实验室-加州理工学院。

开普勒-62:恒星系统中的系外行星

两颗位于宜居带的行星——开普勒-62e和开普勒-62f——还有三颗轨道更靠近其恒星的同伴。其中两颗比地球大,一颗与火星大小相当;它们分别是开普勒-62b、开普勒-62c和开普勒-62d。这三颗行星分别以5天、12天和18天的周期绕恒星运行,因此温度极高,不适宜我们所知的地球生命生存。

该系统的五颗行星围绕开普勒-62恒星运行,这颗恒星的体积仅为太阳的三分之二,亮度只有太阳的五分之一。开普勒-62恒星位于天琴座,距地球1200光年,已有70亿年历史(比太阳年长20亿年)。

开普勒-69系统与我们的太阳属于同一类恒星(G型),其恒星大小约为太阳的93%,亮度为太阳的80%。它位于天鹅座,距离太阳约2700光年。

开普勒-69c比地球大70%,每242天(类似金星)在其恒星开普勒-69的宜居带内运行。其伴星(开普勒-69b)体积是地球的两倍以上,每13天绕恒星运行一周。

当一颗“生命候选”行星相对于太空望远镜从其恒星前方凌星或经过时,恒星的部分光线会被遮挡。恒星亮度的下降揭示了这颗凌星行星的大小。通过这种凌星法,开普勒望远镜已探测到2740颗候选行星。

多种分析技术和地面望远镜已确认了122颗系外行星。任务初期,开普勒望远镜仅发现了一些位于非常靠近其恒星的轨道上的巨大气态行星(热木星),这些行星因其体积庞大且轨道周期极短而较易被探测到。

要探测到像地球这样的行星,需要三年时间,因为它必须完成三次凌日,才能被确认为候选行星。

注: 每当行星从其恒星与观测者之间穿过时,就会发生一次凌星现象。此时,行星会遮挡部分恒星光线,产生可探测到的周期性变暗。开普勒望远镜需要至少三次凌星才能确认信号来自行星。

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