开普勒452b :太阳系外行星

更新时间:2024-09-20 14:41

开普勒452b(Kepler-452b)是一个位于太阳系以外的太阳系外行星,属于类地行星美国航空航天局(NASA)于2015年7月24日宣布由开普勒太空望远镜发现它。该行星属于天鹅座,距离地球约1400光年。

开普勒452b绕着一颗与太阳非常相似的恒星运行。其与其恒星的组合是当时发现的与地球和太阳“最相近”的行星与恒星组合。

开普勒452b直径是地球的1.6倍,公转周期为385天。绕转的母恒星“开普勒-452”也与太阳相似,60亿岁,直径是太阳的1.1倍,比太阳亮1.2倍。它所接受到的来自恒星的能量也与地球很相似。开普勒452b的发现是寻找“地球2.0”(即地球“兄弟”)道路上里程碑式的事件。

发现与探索

综述

寻找地外生命和文明,是科学家们几百年来的梦想。

首先就是需要找到太阳系外其他恒星附属的行星,尤其是宜居带类地行星。所谓的宜居带,就是相距恒星在一个合适距离,行星温度不冷不热能保持液态水存在的区域;而类地行星就是像地球这样,有一层岩石包裹着具有固体表面的行星。

因为科学家们确信,要找到类似地球的生命,宜居带和类地行星是必备条件。

望远镜观测

开普勒452b的发现得益于“开普勒太空望远镜”。开普勒太空望远镜于2009年3月搭乘“德尔塔-2”型运载火箭的“开普勒”号太空望远镜在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空 ,肩负在适居区或接近适居区寻找绕行远方恒星的类地球行星任务。

开普勒太空望远镜寻找太阳系外行星的方法就是采用掩星法。掩星法又称凌日法或凌星法,就是通过观测系外行星在视向上横穿恒星表面时,恒星光度发生细微变化来确定行星存在的方法。

开普勒452b被成功观测,运用了凌星现象。太空望远镜凝视着天鹅座星域时,通过高灵敏度、可以精确捕捉光度变化的太空望远镜进行探测,开普勒452b绕着一颗恒星旋转,每转一圈就会恰好从恒星前方经过一次,遮挡住那颗恒星射向地球的一部分星光。于是在地球上看起来,这颗恒星的亮度每隔一段时间就会在短时间内突然变暗一些,这种现象被称为凌星。而恒星短时间变暗呈现出周期性的现象,可能就意味着这颗恒星的周边存在这样一颗行星。通过凌星观测,可以测出开普勒452b的直径和绕恒星运行的轨道参数。

名称命名

行星的命名规则根据靠近主恒星的行星顺序,依次命名为b、c、d、e、f、g、h等。“开普勒”发现的行星前面都冠以开普勒恒星名称,如开普勒20就是恒星名称,开普勒20e就是靠近开普勒20恒星的第4顺序行星。

形成与演化

恒星Kepler 452比太阳还要老大约15亿年,围绕它运行的Kepler-452b 的年龄也应当与之接近。由于恒星的光度会随着逐渐年老而增强,在最初的50亿年时间里,这颗行星接收到的光照强度应当小于地球,但现在这颗行星接收到的光照强度应当已经超过了地球,让人们能够看到地球未来的景象。

宜居带温度条件适宜,理论上其表面可能有适宜生命存在的液态水。科学家指出,如果符合其他生命存在的条件,它有足够的时间孕育生命。如果开普勒-452b上也有生命正观测人类,由于和地球之相距1400光年,对方现在看到的大概是隋朝时地球的光景。

位置

开普勒452b位于宜居带中,已经在宜居带待了60亿年,属于1400光年外天鹅座

物理特征

质量、半径和温度

开普勒452b的质量约是地球的5倍,半径比地球大50%,表面重力大约是地球的2倍。开普勒452b的寿命比地球大14-15亿岁。开普勒452b的平均温度约为265K。

恒星

开普勒452b绕着一颗与太阳非常相似的恒星开普勒452运行,这颗比太阳年长15亿年,重4%,大10%,亮20%,连表面温度几乎相同。开普勒452b到恒星的距离与地球到太阳的距离相同。这是迄今发现的与地球和太阳“最相近”的行星与恒星组合。

轨道

开普勒452b围绕着恒星开普勒452旋转,属于天鹅座开普勒452系统中的一颗行星。根据美国航空航天局公布的信息显示,天文学家准确测定开普勒452b的公转周期为385天,仅比地球的公转周期略长。

适居性

开普勒452b被认为已经在生命宜居带中呆了60亿年。宜居带温度条件适宜,理论上其表面可能有适宜生命存在的液态水。科学家认为,如果还有其他符合生命存在的条件,那里可能孕育生命。根据发现者的“合理”猜测,开普勒452b有很大的可能性是一颗岩石星球。然而,又有研究统计表明,绝大多数像开普勒452b一样大小的行星都不是岩石星球,因此科学家还不能确认“开普勒-452b”是否为岩质行星,不知道它的大气情况,也不能确认是否有水或者空气。

天文学家在假设开普勒452b与地球十分相似的境况下,计算出它的平均表面温度大约是22℃左右。不过,这个数字只是科学家在一个纯粹的假设下面算出的理想数字,只能算是“仅供参考”。也有科学家指出,开普勒452b从其母星接收到的能量比地球从太阳接受到的能量多10%,前者可能会存在类似金星温室效应失控现象。

价值意义

科学家称,发现与我们地球类似的开普勒452b星,使人们距离发现地球2.0又近了一步,是里程碑式的事件。开普勒452b被发现,只是在回答人类在宇宙中是否孤独的第一步,是整个人类的第一步,如果没有一些不可思议的突破性进展,你我今生都是不可能到达那里的。但我们的孩子的孩子的孩子,或许可以到达那里。

后续研究

为了更好地确定开普勒452系统的特性,美国宇航局艾姆斯研究中心在德克萨斯大学奥斯汀分校的麦克唐纳天文台、亚利桑那州霍普金斯山的惠普尔天文台和夏威夷莫纳克亚山顶的W.M.凯克天文台进行了观测。这些测量对于研究人员确认开普勒452b的行星性质、完善其主恒星开普勒452的大小和亮度数据,以及更好地确定行星及其轨道的大小至关重要。

抵达可能性

“新视野”号探测器是人类至今发射过起速度最快的人造航天器,它的速度大约是15千米/秒。根据计算,如果以这个速度飞向1400光年以外的开普勒452b,大约需要将近3000万年才能抵达那里。不过,考虑到新地平线号探测器在远离太阳的过程中,速度还会进一步减慢,因此实际需要的时间只会更长。按照人类现有的技术水平,想要移民这颗行星的可能性几乎为零。

参考资料

NASA宣布发现“另一个地球”:Kepler-452b.央广网新闻.2023-06-09

Kepler-452 Overview.NASA EXOPLANET ARCHIVE.2023-06-12

开普勒-452b凭什么这样“红”.国家航天局.2023-06-12

中科院天文学家:开普勒-452b能否孕育生命还有待探索.人民网.2023-06-09

别总想着搞个大新闻:关于开普勒452b,你想多了.新浪网.2023-06-12

冥王星:开普勒-452b凭什么比我“红”.海外网.2023-06-24

【新华网】专家解读关于开普勒-452b的三大疑问.中国科学院.2023-06-12

开普勒太空望远镜很神奇,找到几千颗系外行星,为啥没找到生命?.人民网.2023-06-24

开普勒任务:发现地球“大表哥”的背后功臣(图).新华网.2023-06-10

NASA:发现最接近“地球”的行星开普勒452b.新华网.2023-06-24

10个问题!媒体释疑NASA的“另一个地球”.央广网新闻.2023-06-12

地球的“双胞胎”兄弟开普勒452b长啥样?.中国航空新闻网.2023-06-12

别急着串门,那位地球的“远”亲住得比冥王星还要远250万倍!.界面新闻.2023-06-14

NASA’s Kepler Mission Discovers Bigger, Older Cousin to Earth | NASA.NASA.2023-06-12

别总想着搞个大新闻:关于开普勒452b,你想多了.新浪网.2023-06-09

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