第一颗地球尺度的系外行星

Michele Johnson
译自NASA，2011年12月20日 加州莫菲特场讯——NASA的开普勒探测器发现了第一对太阳系以外环绕类太阳恒星运转的地球级行星。这两颗行星分别名为开普勒-20e与开普勒-20f，它们距离主星过近，并没有处在允许液态水存在于行星表面的宜居带之内，不过它们是迄今证实的环绕类太阳恒星运转的系外行星中最小的两颗。这一发现是朝向搜索类地行星终极目标迈进途中的另一个重要里程碑。新的行星据信是岩石质的。开普勒-20e比金星略小，直径是地球的0.87倍，而开普勒-20f比地球略大，直径是地球的1.03倍。这两颗行星都位于拥有5颗行星的开普勒-20系统中，位于天琴座，距离地球大约1000光年。开普勒-20e的艺术概念图。多分辨率大图与说明文字请点击（图片提供：NASA/Ames/JPL-Caltech）开普勒-20e每6.1天环绕主星运行一次，开普勒-20f是每19.6天一次。如此短的轨道周期意味着这两颗星球炽热而不适宜居住。开普勒-20f的温度是800华氏度，与水星的白昼平均温度接近。开普勒-20e的表面温度超过1400华氏度，这一温度可以让玻璃熔化。来自马萨诸塞州剑桥（Cambridge）市哈佛-史密松天体物理中心的弗朗索瓦·弗雷森（Francois Fressin）说：“开普勒的首要任务是寻找宜居带中的地球级行星。这一发现第一次证明，其他恒星周围存在地球尺度的行星，而且我们有能力探测它们。”弗雷森是《自然》杂志上一篇新研究论文的第一作者。开普勒-20系统还包括其他3颗比地球大但是比海王星小的行星。距离恒星最近的开普勒-20b、第3近的开普勒-2c以及第5颗行星开普勒-20d轨道周期分别是3.7天、10.9天和77.9天。所有这5颗行星的轨道都大致位于相当于太阳系水星轨道以内的地方。主星与太阳一样，都属于G型，不过体积略小，温度略低。开普勒-20f的艺术概念图。多分辨率大图与说明文字请点击（图片提供：NASA/Ames/JPL-Caltech）该系统的结构很出乎意料。在我们的太阳系中，较小的岩石星球距离太阳更近，而大型气体行星在更远的地方环绕太阳运转。作为比较，开普勒-20系统中的行星大小交替排列：大，小，大，小，最后是大型行星。来自加州莫菲特场（Moffett Field）NASA艾姆斯研究中心的行星科学家兼开普勒小组成员杰克·利绍尔（Jack Lissauer）说：“开普勒探测器的数据告诉我们，一些行星系的排列方式与我们的太阳系差异很大。对开普勒数据的分析仍在揭示银河系中行星和行星系新的多样性。”科学家并不清楚这一系统是如何演化的，不过他们并不认为这些行星是在当前位置形成的。他们提出的理论是，行星形成在距离恒星很远的地方，然后可能通过与诞生它们的盘面物质相互作用而向内迁移。这使得各个星球虽然是大小交替排列，却能保持规则的间距。这张图片将在类太阳恒星周围发现的第一对地球级行星艺术概念图与我们太阳系中的地球和金星作了比较。多分辨率大图与说明文字请点击（图片提供：NASA/Ames/JPL-Caltech）开普勒空间望远镜通过测量超过15万颗恒星因行星从前方穿过（凌星）导致的亮度减弱来寻找行星及其候选对象。为了确认一个信号确系行星所致，开普勒科学小组需要至少3次凌星事件。开普勒科学小组使用地面望远镜与斯皮策空间望远镜来对探测器发现的行星候选对象进行评审观测。开普勒观测的天区位于天鹅座和天琴座，地面天文台只能在春季到初秋对其进行观测。这些观测得出的数据帮助人们确定哪颗候选对象可以被证实为行星。为了证实开普勒-20e与开普勒-20f的存在，天文学家使用名为Blender的计算机程序进行了模拟，帮助排除其他可能被当作行星的天文现象。12月5日，小组宣布在主星的宜居带内发现了开普勒-22b。它体积太大，不大可能拥有岩石表面。虽然开普勒-20e与开普勒-20f是地球级行星，它们距离主星又太近，表面不可能拥有液态水。来自圣荷塞（San Jose）州立大学天文学与物理学系的开普勒科学小组副组长纳塔莉·巴塔利亚（Natalie Batalha）说：“在宇宙捉迷藏游戏中，能找到合适尺度与合适温度的行星看起来只是时间问题了。知道了开普勒最万众期待的发现仍未到来，我们都坐立不安。”位于加州莫菲特场的NASA艾姆斯研究中心负责开普勒的地面系统开发、任务运转和科研数据处理。JPL负责开普勒项目的研发。位于科罗拉多州玻尔得（Boulder）市的波尔航空航天技术公司（Ball Aerospace & Technologies Corp.）与科罗拉多大学玻尔得分校的大气和空间物理实验室合作开发了开普勒探测器的飞行系统和任务支援系统。位于巴尔的摩（Baltimore）的空间望远镜研究所负责为开普勒的科学数据存档、管理以及分发。开普勒是NASA的第10个发现项目，由NASA华盛顿总部的科学任务理事会赞助。更多关于开普勒探测器的信息以及数字新闻请访问：http://www.nasa.gov/kepler。　译文登载在http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-6250-1.htm内容来自 Bo Zhang's Homepage

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