開普勒452b(Kepler-452b)是一個位于太陽系以外的太陽系外行星,屬于類地行星,美國航空航天局(NASA)于2015年7月23日宣布由開普勒太空望遠鏡發現它。該行星屬于天鵝座,距離地球約1402光年(430秒差距)。
開普勒452b繞著一顆與太陽非常相似的恒星運行。其與其恒星的組合是當時發現的與地球和太陽“最相近”的行星與恒星組合。
開普勒452b公轉周期為385世界地球日,半徑比地球的半徑大50%,質量是地球的5倍(±2,此為粗略的估計),并且位于其母恒星的傳統適居帶內。繞轉的母恒星“開普勒-452”也與太陽相似,60億歲,直徑是太陽的1.1倍,質量與太陽基本相同,只多了3.7%,比太陽亮1.2倍。開普勒452b從其母恒星接收的能量比地球從太陽接收的能量多10%。其表面重力幾乎是地球的兩倍。開普勒452b的發現是尋找“地球2.0”(即地球“兄弟”)道路上里程碑式的事件。
發現與探索
綜述
尋找地外生命和文明,是科學家們幾百年來的夢想。
首先就是需要找到太陽系外其他恒星附屬的行星,尤其是宜居帶類地行星。所謂的宜居帶,就是相距恒星在一個合適距離,行星溫度不冷不熱能保持液態水存在的區域;而類地行星就是像地球這樣,有一層巖石包裹著具有固體表面的行星。
因為科學家們確信,要找到類似地球的生命,宜居帶和類地行星是必備條件。
望遠鏡觀測
開普勒452b的發現得益于“開普勒太空望遠鏡”。開普勒太空望遠鏡于2009年3月搭乘“德爾塔-2”型運載火箭的“開普勒”號太空望遠鏡在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空,其光度計用于探測在遙遠恒星上的凌星事件,肩負在適居區或接近適居區尋找繞行遠方恒星的類地球行星任務。開普勒輸入星表(Kepler Input Catalog)中有5萬顆恒星,開普勒-452也在其中;原始光變曲線數據被發送給開普勒科學團隊進行分析,開普勒科學團隊從中挑選了較為明顯的行星,以供其他望遠鏡跟蹤。2009年5月13日至2012年3月17日對潛在的系外行星候選者進行了觀測。
開普勒太空望遠鏡尋找太陽系外行星的方法就是采用掩星法。掩星法又稱凌日法或凌星法,就是通過觀測系外行星在視向上橫穿恒星表面時,恒星光度發生細微變化來確定行星存在的方法。
開普勒452b被成功觀測,運用了凌星現象,每385天發生一次凌星事件。太空望遠鏡凝視著天鵝座星域時,通過高靈敏度、可以精確捕捉光度變化的太空望遠鏡進行探測,開普勒452b繞著一顆恒星旋轉,每轉一圈就會恰好從恒星前方經過一次,遮擋住那顆恒星射向地球的一部分星光。于是在地球上看起來,這顆恒星的亮度每隔一段時間就會在短時間內突然變暗一些,這種現象被稱為凌星。而恒星短時間變暗呈現出周期性的現象,可能就意味著這顆恒星的周邊存在這樣一顆行星。通過凌星觀測,可以測出開普勒452b的直徑和繞恒星運行的軌道參數。
名稱命名
行星的命名規則根據靠近主恒星的行星順序,依次命名為b、c、d、e、f、g、h等。“開普勒”發現的行星前面都冠以開普勒恒星名稱,如開普勒20就是恒星名稱,開普勒20e就是靠近開普勒20恒星的第4順序行星。
形成與演化
恒星Kepler 452比太陽還要老大約19億年,圍繞它運行的Kepler-452b 的年齡也應當與之接近。由于恒星的光度會隨著逐漸年老而增強,在最初的50億年時間里,這顆行星接收到的光照強度應當小于地球,但現在這顆行星接收到的光照強度應當已經超過了地球,讓人們能夠看到地球未來的景象。
宜居帶溫度條件適宜,理論上其表面可能有適宜生命存在的液態水。科學家指出,如果符合其他生命存在的條件,它有足夠的時間孕育生命。如果開普勒-452b上也有生命正觀測人類,由于和地球之相距1400光年,對方現在看到的大概是隋朝時地球的光景。
位置
開普勒452b位于宜居帶中,已經在宜居帶待了60億年,屬于1400光年(430秒差距)外天鵝座。
物理特征
質量、半徑和溫度
開普勒452b的質量是5 M⊕(±2),半徑比地球大50%,表面重力大約是地球的2倍。開普勒452b的壽命大約是65億年,比地球多20億年。開普勒452b的表面溫度約為265K。
恒星
開普勒452b繞著一顆與太陽非常相似的恒星開普勒452運行,這顆比太陽年長15億年,重4%,大10%,亮20%,連表面溫度幾乎相同。開普勒452b到恒星的距離與地球到太陽的距離相同。這是迄今發現的與地球和太陽“最相近”的行星與恒星組合。
軌道
開普勒452b圍繞著恒星開普勒452旋轉,屬于天鵝座開普勒452系統中的一顆行星。根據美國航空航天局公布的信息顯示,天文學家準確測定開普勒452b的公轉周期為385天,僅比地球的公轉周期略長。
適居性
開普勒452b被認為已經在生命宜居帶中呆了60億年。宜居帶溫度條件適宜,理論上其表面可能有適宜生命存在的液態水。科學家認為,如果還有其他符合生命存在的條件,那里可能孕育生命。根據發現者的“合理”猜測,開普勒452b有很大的可能性是一顆巖石星球。然而,又有研究統計表明,絕大多數像開普勒452b一樣大小的行星都不是巖石星球,因此科學家還不能確認“開普勒-452b”是否為巖質行星,不知道它的大氣情況,也不能確認是否有水或者空氣。
天文學家在假設開普勒452b與地球十分相似的境況下,計算出它的平均表面溫度大約是22℃左右。不過,這個數字只是科學家在一個純粹的假設下面算出的理想數字,只能算是“僅供參考”。也有科學家指出,開普勒452b從其母星接收到的能量比地球從太陽接受到的能量多10%,前者可能會存在類似金星的溫室效應失控現象。
價值意義
科學家稱,發現與我們地球類似的開普勒452b星,使人們距離發現地球2.0又近了一步,是里程碑式的事件。開普勒452b被發現,只是在回答人類在宇宙中是否孤獨的第一步,是整個人類的第一步,如果沒有一些不可思議的突破性進展,你我今生都是不可能到達那里的。但我們的孩子的孩子的孩子,或許可以到達那里。
后續研究
為了更好地確定開普勒452系統的特性,美國宇航局艾姆斯研究中心在德克薩斯大學奧斯汀分校的麥克唐納天文臺、亞利桑那州霍普金斯山的惠普爾天文臺和夏威夷莫納克亞山頂的W.M.凱克天文臺進行了觀測。這些測量對于研究人員確認開普勒452b的行星性質、完善其主恒星開普勒452的大小和亮度數據,以及更好地確定行星及其軌道的大小至關重要。
抵達可能性
“新視野”號探測器是人類至今發射過起速度最快的人造航天器,它的速度大約是15千米/秒。根據計算,如果以這個速度飛向1400光年以外的開普勒452b,大約需要將近3000萬年才能抵達那里。不過,考慮到新地平線號探測器在遠離太陽的過程中,速度還會進一步減慢,因此實際需要的時間只會更長。按照人類現有的技術水平,想要移民這顆行星的可能性幾乎為零。
參考資料 >
NASA宣布發現“另一個地球”:Kepler-452b.央廣網新聞.2023-06-09
Kepler-452 Overview.NASA EXOPLANET ARCHIVE.2023-06-12
開普勒-452b憑什么這樣“紅”.國家航天局.2023-06-12
中科院天文學家:開普勒-452b能否孕育生命還有待探索.人民網.2023-06-09
別總想著搞個大新聞:關于開普勒452b,你想多了.新浪網.2023-06-12
冥王星:開普勒-452b憑什么比我“紅”.海外網.2023-06-24
【新華網】專家解讀關于開普勒-452b的三大疑問.中國科學院.2023-06-12
開普勒太空望遠鏡很神奇,找到幾千顆系外行星,為啥沒找到生命?.人民網.2023-06-24
開普勒任務:發現地球“大表哥”的背后功臣(圖).新華網.2023-06-10
NASA:發現最接近“地球”的行星開普勒452b.新華網.2023-06-24
10個問題!媒體釋疑NASA的“另一個地球”.央廣網新聞.2023-06-12
地球的“雙胞胎”兄弟開普勒452b長啥樣?.中國航空新聞網.2023-06-12
別急著串門,那位地球的“遠”親住得比冥王星還要遠250萬倍!.界面新聞.2023-06-14
NASA’s Kepler Mission Discovers Bigger, Older Cousin to Earth | NASA.NASA.2023-06-12
別總想著搞個大新聞:關于開普勒452b,你想多了.新浪網.2023-06-09