圖解 系外行星發現史（5）

文/ 葉楠

開普勒空間望遠鏡（下）

開普勒22b

2009 年5 月12 日，開普勒空間望遠鏡正式開始科學觀測的第三天，就觀測到了開普勒22b 在其恒星前的第一次凌星。2010 年12 月15 日發現其第三次凌星。之后，斯皮策空間望遠鏡和地面觀測提供了更多的確認數據。2011 年12 月5 日，公布開普勒22b 的發現，它是已知的第一個在類太陽恒星的宜居帶軌道上運行的行星。

開普勒22b 的直徑是地球的2.4倍，而且位于宜居帶內，表面溫度適中，公轉周期約290 天。這一切似乎都與地球有很多相似之處，不過最大的遺憾在于它可能并不是一顆固態行星。圖為開普勒22 恒星系統與太陽系的對比示意圖。

開普勒62f

超級地球是指大小介于地球和海王星之間、表面形態并未確認是固態或氣態的行星。而環繞天琴座恒星開普勒62 的系外行星開普勒62f 就是這樣一顆超級地球，是已知距離母恒星最遠的行星，它距離我們約990 光年，質量是地球的2.8 倍，直徑是地球的1.4 倍，每267 天圍繞它的母恒星公轉一周。開普勒62f 的年齡可能已經超過70 億年，根據它的年齡和輻射條件測定，天文學家認為它的表面有很大概率被海洋所覆蓋，甚至還有和地球類似的季節和氣候變化。圖為開普勒62 恒星系統示意圖。

開普勒186f

開普勒186 是一顆距離我們約490光年遠的紅矮星，在這個恒星系內共包括5 顆系外行星，其中4 顆都過于靠近恒星，只有開普勒186f 恰好位于宜居帶內。這也是開普勒空間望遠鏡首次發現位于宜居帶內的且與地球大小最為相近的系外行星。開普勒186f 發現于2014 年，其直徑是地球的1.17 倍，質量是地球的1.4 倍，表面平衡溫度是-85℃，公轉周期130 天。出于對這樣一顆與地球極為相似行星的好奇，搜尋地外文明計劃（SETI）還利用射電望遠鏡陣對它進行了監測，不過并沒有發現任何來自于這顆天體的射電信號。圖為開普勒186f 與地球在各自系統宜居帶中所處的位置以及大小對比示意圖。

開普勒90

開普勒90 被認為是最像太陽系的一個恒星系統，它同樣有著8 顆大行星，同樣是固態行星距離恒星更近，氣態行星距離恒星更遠。開普勒90 這顆恒星的質量和半徑都是太陽的1.2 倍，表面溫度是5800℃，年齡約為20 億年。與之相比太陽的表面溫度是5500℃，年齡是46 億年。開普勒90 擁有6 顆固態行星，只有最外側的兩顆為氣態巨行星。距離恒星最近的3 顆固態行星基本籠罩在恒星的光芒下，而最遙遠的氣態巨行星到恒星的距離只比地球至太陽稍近。不過遺憾的是沒有任何一顆固態行星位于它的宜居帶內。圖4 為開普勒90 恒星系統的8 顆大行星（上）與太陽系8 大行星的大小對比示意圖。

開普勒438b

美國宇航局于2015 年1 月6 日宣布確認發現開普勒438b，這是一顆和地球大小相近的系外行星，它距離地球470 光年，直徑是地球的1.12 倍，表面溫度約3℃，公轉周期為35天，位于開普勒438這顆紅矮星的宜居帶內。不過這顆紅矮星可能有著比太陽劇烈得多的恒星活動，以及更猛烈的耀斑和恒星風。這里或許也并不適合人類生存。圖為開普勒438b（右）與地球的對比圖像。

雖然開普勒空間望遠鏡已經退役了，但后續會有更多的繼任者。隨著系外行星凌星巡天衛星（TESS）、表征系外行星衛星（CHEOPS）等空間望遠鏡、行星凌星和恒星震蕩探測器（PLATO）等新一代空間望遠鏡的升空，相信未來我們能夠找到更多第二個地球。下期我們將介紹那些已經發現的最為奇特的系外行星。

開普勒442b

開普勒442 是一顆橙色的恒星，質量約是太陽的五分之三，開普勒442b 在距離其0.4天文單位的軌道上每112 天公轉一周。開普勒442b 與開普勒438b 是同一天宣布被確認發現的，其直徑是地球的1.34 倍，且位于宜居帶內，如果進一步研究能夠確認開普勒442b的大氣狀況，那么它極有可能成為第二個地球的候選者，不過它距離我們有1200 光年，實在是太遠了。圖為開普勒442b（左）與地球的對比圖像。

開普勒452b

2015 年7 月23 日，美國宇航局宣布確認發現開普勒452b。從發現伊始，開普勒452b 就有一個“地球2.0”的昵稱，這個稱呼是否合適呢？開普勒452b 的公轉軌道半徑與日地距離幾乎相同，公轉周期是384 天，直徑是地球的1.6 倍，質量是地球的5 倍。開普勒452 這顆恒星的質量是太陽的1.1 倍，光度是太陽的1.2 倍，年齡約有60億年。開普勒452b 位于它的宜居帶內，不過接收到的能量比地球要多10%，以現有的技術尚不能確認它的表面狀態以及是否有大氣層。另外，開普勒452b 比開普勒442b距離我們還要遠，達到了1800 光年。圖為開普勒452b（右）與地球的對比圖像。