热点^

XXXVI：系外行星“名人堂”（下）

2018-01-06 18:00:01 5.4万

声音简介

引言：处在宜居带内的系外行星已经发现了多少？对他们的了解又到了哪一步呢？

知识点I：第一个“超级地球”——Gliese 876 d

1998年6月23日，两个独立的研究小组通过视向速度法发现格利泽876（Gliese 876 b）有个行星（Glies 876 b），这也第一个围绕红矮星运行的系外行星。行星的质量大约是木星的2.3倍，仅为恒星的1/144。2001年4月4日， Gliese 876 c被发现，距离恒星仅0.13AU，质量比木星小30%，可能也是气态行星。2005年6月13日，第3个行星Gliese 876 d被发现，距离恒星只有0.02AU，质量约为地球6.8倍，直径约为地球的1.65倍。这是人们所认识到的第一个围绕主序星运行的“超级地球”。

超级地球——通常指质量为地球2-10倍的，或者直径为地球1.25-2倍的行星。有理论认为10倍地球质量可能是固态行星（又称岩石行星）和气态行星的分水岭。

知识点II：宜居带

宜居带是指恒星外可以允许液态水存在于行星表面的距离范围。1957年“太空医学之父”胡贝图斯·斯特拉格霍尔德（Hubertus Strughold）的专著《绿色星球与红色星球——关于火星生命可能性的生理学研究》中提出宜居范围的概念。 1959年，黃授书第一次阐述了“宜居带”的定义，后来他还提出不同类型的恒星应当具有不同的宜居带范围。1964年史蒂芬·道尔在《人类的宜居星球》一书中对宜居带进行了探讨，还猜测银河系内有6亿个宜居行星。1993年，詹姆斯·卡斯汀给出了比较详细模型描述“环恒星宜居带”或“星周宜居带”（circumstellar habitable zone）。近几年这个概念又有所发展，2000年，有几位科学家提出了“星系宜居带”的概念。2013年，还有科学家提出了“环行星宜居带”。

知识点III：第一个宜居带内的超级地球——Gliese 581 d

Gliese 581是一个红矮星，距离地球20.4光年，质量是太阳的0.31，直径是太阳的29%，表面温度是3480K。2005年8月发现了15.8倍地球质量的行星Gliese 581 b。2007年4月同时新发现了两个超级地球，Gliese 581 c和Gliese 581 d质量分别为地球的5.5倍和7倍，其中d位于0.22AU处，公转周期66.9天，恰巧位于宜居带内。这个位置上Gliese 581 d所能获得的热量是地球的30%，比火星还要少。但是由于其质量和体积较大，有可能拥有大气且存在温室效应，如果真是这样，表面有存在较大面积海洋的可能性的。2010年在d的内侧又发现了Gliese581 g（2015年确认），质量为地球的2.2倍，距离恒星0.13AU，公转周期32天，与Gliese581 d刚好构成1:2共振，也在宜居带内。

知识点IV：第一个“类地行星”

候选者1：Gliese 581 e，2009年4月21日发现，质量>地球1.7倍，距离恒星0.03AU，由于是用视向速度法发现的，直径并不清楚。

候选者2：Kepler-9d，2011年1月1日发现，1.64倍地球直径，由于是通过凌星法发现的，所以质量并不确定。

候选者3：Kepler-70c，2011年12月22日宣布，0.655倍地球质量，0.867倍地球直径。

候选者4：Kepler-42b，2012年1月11日宣布，0.78倍地球直径，质量<2.7个地球。

候选者5：Kepler-42c，2012年1月11日宣布，0.73倍地球直径，质量<2个地球。

候选者6：Kepler-42d，2012年1月11日宣布，0.57倍地球直径，质量<0.9个地球。

候选者7：Kepler-20e，2011年12月20日宣布，0.868倍地球直径，质量为地球的0.4-1.6倍。

候选者8：Kepler-20f，2011年12月20日宣布，的直径是地球的1.034倍，质量是地球的0.66-3.04倍。

知识点V：第一个宜居带内的类地行星——Kepler-186f

2014年4月17日发现，直径约地球的1.17倍，质量是地球的1.4倍，距离恒星约0.43AU，是当时最接近地球大小的系外行星。Kepler-186是太阳一半大小的红矮星，Kepler-186f正好处在宜居带内偏外侧，如果没有大气的话，表面温度可能在-85℃，如果考虑有大气且具有一定的温室效应的话，温度可能与火星相当甚至更高。SETI计划对Kepler-186f非常关注，对其持续监听了1个月，并无收到任何异常信号。

目前通过各种方法已经发现了30多个宜居带内的类地行星。

知识点VI：第一个类太阳+类地行星组合——Kepler-452b

2015年7月23日，Kepler-452b被发现，引起了巨大的轰动。Kepler-452是一个G2V型恒星，表面温度5800K，直径比太阳大11%，质量只比太阳大4%，年龄约60亿年，与太阳极为相似。Kepler-452b的直径是地球的1.5倍，质量是地球的5倍，是典型的“超级地球”，距离恒星约1.046AU，公转周期384.8天左右，与地球极为相似，与日地位置关系极为相似。这是在太阳系外第一次发现这样的组合，也是唯一一个。同样进行了无线电监听。从2015年7月开始SETI对Kepler-452b扫描了20亿个频道，也没得到任何可疑信号。