开普勒望远镜首次发现体积与地球相当系外行星(图)

李振国

　　开普勒-20f被誉为一个重大发现，它是在太阳系外发现的第一颗体积与地球相当并且环绕一颗类日恒星运转的行星

　　美国宇航局的开普勒太空望远镜，专门用于搜寻系外行星。它借助一个数字照相机传感器阵列观测遥远恒星发生的“扭曲”，进而证实有行星在其前方穿过

　　开普勒-20e和开普勒-20f 与金星和地球的对比图。科学家发现这两颗体积与地球相当的行星环绕一颗遥远恒星运转。这是一个令人鼓舞的发现，提高了在太阳系外发现生命的几率

　　迄今为止，开普勒望远镜已经发现了28颗系外行星，可能的候选行星估计还有数千颗。宇航局表示发现一颗与地球体积极为接近的系外行星具有非常重要的意义

艺术概念图，展示了系外行星开普勒-22b，是2011年初由开普勒望远镜发现的
北京时间12月21日消息，美国宇航局的开普勒望远镜在太阳系外发现一颗体积与地球相当的多岩行星并且环绕一颗类日恒星运转。这是天文学家第一次发现体积与地球相当的系外行星。科学家表示发现这种系外行星是一项伟大的技术成就，提高了发现太阳系外有生命行星的几率。
　　新发现的类地行星被称之为“开普勒-20f”，拥有厚厚的水蒸汽大气层，地表温度据信过高，不适于生命生存。在开普勒-20f所处的恒星系统，科学家还发现了另一颗行星——开普勒-20e，体积只比地球小一点，但温度更高。这两颗行星距母星都较近，公转一周分别需要9天和16天。
　　美国剑桥市哈佛-史密森尼天体物理学中心的天文学家弗朗索瓦-弗莱希恩博士表示：“这是人类第一次发现体积与地球类似的系外行星。我们可能还会发现其他这样的行星。这是一次具有里程碑意义的发现。我想人们会在10年或者100年后问第一颗与地球体积相当的行星是何时发现的。这太让人感到兴奋了。”
　　开普勒-20f环绕的恒星开普勒-20并不是地球的近邻，距地球945光年。开普勒-20f并不处在适居区。适居区的温度不高不低，允许地表存在液态水，进而能够孕育出生命。迄今为止，科学家已经发现很多半径为地球1.5到2倍的系外行星。弗莱希恩指出，这些行星的体积远远超过地球，并不是真正意义上的类地行星。
　　12月初，开普勒望远镜发现了开普勒-22b，这颗行星的直径是地球的2.4倍，处在适居区，但科学家表示开普勒-22b可能不支持生命存在。弗莱希恩说：“你可以将13个地球装进开普勒-22b。它更有可能是一个迷你海王星，并不适于生命存在。一颗行星处于适居区并不意味着具有适居性。”
　　与开普勒-22b一样，这两颗行星也是由宇航局的开普勒太空望远镜发现的。这架望远镜一直在扫描遥远恒星，寻找行星在其前方穿过的“凌日”迹象。在《自然》杂志网络版上，科学家公布了他们的观测发现。根据观测发现，这两颗行星所在的恒星系统拥有3颗体积更大的行星。开普勒-20f的半径只有地球的1.03倍，开普勒-20e的半径更是只有地球的0.87倍。
　　天文学家用了数年时间证实他们探测到的信号来自于这些行星。弗莱希恩说：“我们模拟了所有可能的情况，视图量化错误信号出现的可能性。我们最终证实信号来自于一颗体积与地球相当的行星。”开普勒-20f和开普勒-20e据信都是多岩行星，由铁和硅酸盐构成，温度极高，前者的温度达到426摄氏度，后者的温度更是达到726摄氏度。
　　它们所在的恒星系统并不像太阳系这么巨大。在我们的太阳系，体积较小的多岩行星距离太阳较近，较大的气态巨行星距离太阳较远。相比之下，开普勒-20的行星则是越大距离母星越近。研究论文合著者、天体物理学中心的大卫-查尔伯努表示：“这种行星排列让我们感到吃惊。”
　　开普勒-20的行星不可能在它们当前所处的位置形成。它们一定形成于距离母星更远的区域，而后逐渐靠近母星，这种靠近可能由形成环绕开普勒-20的所有行星的物质盘发生相互作用所致。开普勒望远镜通过观测恒星的亮度变暗确定行星存在。当行星在恒星前方穿过时，恒星的亮度会略微变暗。为了证实存在一颗在恒星前方穿过的行星，天文学家需要观测恒星的摇晃，即环绕其运行的行星所产生的引力拖拽效应。迄今为止，这架望远镜已经发现了28颗系外行星