图解 系外行星发现史（5）

文/ 叶楠

开普勒空间望远镜（下）

开普勒22b

2009 年5 月12 日，开普勒空间望远镜正式开始科学观测的第三天，就观测到了开普勒22b 在其恒星前的第一次凌星。2010 年12 月15 日发现其第三次凌星。之后，斯皮策空间望远镜和地面观测提供了更多的确认数据。2011 年12 月5 日，公布开普勒22b 的发现，它是已知的第一个在类太阳恒星的宜居带轨道上运行的行星。

开普勒22b 的直径是地球的2.4倍，而且位于宜居带内，表面温度适中，公转周期约290 天。这一切似乎都与地球有很多相似之处，不过最大的遗憾在于它可能并不是一颗固态行星。图为开普勒22 恒星系统与太阳系的对比示意图。

开普勒62f

超级地球是指大小介于地球和海王星之间、表面形态并未确认是固态或气态的行星。而环绕天琴座恒星开普勒62 的系外行星开普勒62f 就是这样一颗超级地球，是已知距离母恒星最远的行星，它距离我们约990 光年，质量是地球的2.8 倍，直径是地球的1.4 倍，每267 天围绕它的母恒星公转一周。开普勒62f 的年龄可能已经超过70 亿年，根据它的年龄和辐射条件测定，天文学家认为它的表面有很大概率被海洋所覆盖，甚至还有和地球类似的季节和气候变化。图为开普勒62 恒星系统示意图。

开普勒186f

开普勒186 是一颗距离我们约490光年远的红矮星，在这个恒星系内共包括5 颗系外行星，其中4 颗都过于靠近恒星，只有开普勒186f 恰好位于宜居带内。这也是开普勒空间望远镜首次发现位于宜居带内的且与地球大小最为相近的系外行星。开普勒186f 发现于2014 年，其直径是地球的1.17 倍，质量是地球的1.4 倍，表面平衡温度是-85℃，公转周期130 天。出于对这样一颗与地球极为相似行星的好奇，搜寻地外文明计划（SETI）还利用射电望远镜阵对它进行了监测，不过并没有发现任何来自于这颗天体的射电信号。图为开普勒186f 与地球在各自系统宜居带中所处的位置以及大小对比示意图。

开普勒90

开普勒90 被认为是最像太阳系的一个恒星系统，它同样有着8 颗大行星，同样是固态行星距离恒星更近，气态行星距离恒星更远。开普勒90 这颗恒星的质量和半径都是太阳的1.2 倍，表面温度是5800℃，年龄约为20 亿年。与之相比太阳的表面温度是5500℃，年龄是46 亿年。开普勒90 拥有6 颗固态行星，只有最外侧的两颗为气态巨行星。距离恒星最近的3 颗固态行星基本笼罩在恒星的光芒下，而最遥远的气态巨行星到恒星的距离只比地球至太阳稍近。不过遗憾的是没有任何一颗固态行星位于它的宜居带内。图4 为开普勒90 恒星系统的8 颗大行星（上）与太阳系8 大行星的大小对比示意图。

开普勒438b

美国宇航局于2015 年1 月6 日宣布确认发现开普勒438b，这是一颗和地球大小相近的系外行星，它距离地球470 光年，直径是地球的1.12 倍，表面温度约3℃，公转周期为35天，位于开普勒438这颗红矮星的宜居带内。不过这颗红矮星可能有着比太阳剧烈得多的恒星活动，以及更猛烈的耀斑和恒星风。这里或许也并不适合人类生存。图为开普勒438b（右）与地球的对比图像。

虽然开普勒空间望远镜已经退役了，但后续会有更多的继任者。随着系外行星凌星巡天卫星（TESS）、表征系外行星卫星（CHEOPS）等空间望远镜、行星凌星和恒星震荡探测器（PLATO）等新一代空间望远镜的升空，相信未来我们能够找到更多第二个地球。下期我们将介绍那些已经发现的最为奇特的系外行星。

开普勒442b

开普勒442 是一颗橙色的恒星，质量约是太阳的五分之三，开普勒442b 在距离其0.4天文单位的轨道上每112 天公转一周。开普勒442b 与开普勒438b 是同一天宣布被确认发现的，其直径是地球的1.34 倍，且位于宜居带内，如果进一步研究能够确认开普勒442b的大气状况，那么它极有可能成为第二个地球的候选者，不过它距离我们有1200 光年，实在是太远了。图为开普勒442b（左）与地球的对比图像。

开普勒452b

2015 年7 月23 日，美国宇航局宣布确认发现开普勒452b。从发现伊始，开普勒452b 就有一个“地球2.0”的昵称，这个称呼是否合适呢？开普勒452b 的公转轨道半径与日地距离几乎相同，公转周期是384 天，直径是地球的1.6 倍，质量是地球的5 倍。开普勒452 这颗恒星的质量是太阳的1.1 倍，光度是太阳的1.2 倍，年龄约有60亿年。开普勒452b 位于它的宜居带内，不过接收到的能量比地球要多10%，以现有的技术尚不能确认它的表面状态以及是否有大气层。另外，开普勒452b 比开普勒442b距离我们还要远，达到了1800 光年。图为开普勒452b（右）与地球的对比图像。