首顆適合居住的類地行星?

近日，參與NASA開普勒任務的科學家宣布，通過開普勒望遠鏡，他們首次在類似太陽的恒星周圍，發現了可能適宜居住的新行星。這一成果的曝光，給人們帶來無限的遐想，本文也將對事件中最受關注的問題一一進行解讀。

1.開普勒望遠鏡如何發現這顆行星？使用的這些技術和方法能有多精確？

行星本身是不發光的，因此直接觀測非常困難。但是，不發光的行星如果從恒星前方經過，就會遮擋一部分星光，導致我們看到的恒星亮度在短時間內稍稍變暗，隨后再恢復正常。如果這樣的星光變暗現象周期性出現，至少觀察到4次之后，就可以確定那里存在一顆我們看不見的行星。

開普勒望遠鏡就是NASA專門用這種方法來發現外星行星的探測器。自2009年升空以來，它便一刻不停地監測著大約15萬顆恒星，記錄它們亮度上的細微變化。如果是地球從太陽前方經過，遮擋的陽光大約會使太陽的亮度下降萬分之一，而開普勒能夠檢測微弱到十萬分之一的星光變化。

新行星“開普勒-22b”就是通過這種方式發現的——開普勒望遠鏡觀察到那顆恒星以大約290天為周期，發生星光變暗又恢復正常的現象。根據恒星亮度的變暗幅度，天文學家確定了行星的半徑，大約是地球的2.4倍；根據這一現象發生的周期，天文學家計算出了行星的軌道，確定它恰好位于那顆恒星的“宜居帶”中。

2.為什么說這顆新行星可能適宜居住？

先來看看我們最熟悉的太陽系：太陽系共有8顆行星，只有地球上存在宜人的氣溫，使水能以液態形式長期存在于地表之上。為什么會這樣？根本原因在于，地球到太陽的距離既不太近，也不太遠，接受到的太陽輻射剛剛好。太陽周圍能夠滿足這一條件的區域，就被稱為“宜居帶”。

不同恒星的宜居帶到恒星的遠近并不是固定的，與恒星性質有很大關系。如果一顆恒星溫度和亮度都比太陽高，宜居帶就會離它稍遠一些；如果溫度和亮度都比太陽低，宜居帶就會稍近一些。此外，宜居帶也不是一個范圍非常狹窄的區域。太陽系的宜居帶從金星軌道外側一直延伸到火星軌道外側，因此嚴格說來，地球和火星都在太陽系的宜居帶內。只不過火星質量較小，留不住濃厚的大氣，后來變得寒冷而干燥，不適宜居住了。

“開普勒-22b”圍繞著一顆類似于太陽的恒星旋轉，這顆恒星發出的光比太陽光弱大約25%，因此那里的宜居帶要比太陽系里的宜居帶更靠近恒星一些。而在另一方面，“開普勒-22b”到母星的距離又比地球到太陽的平均距離近了大約15%，恰好使它舒舒服服地落在了宜居帶中。因此，如果新行星的性質與地球相似，液態水就可以在那顆行星的地表上長期存在。

3.科學家無法確定這顆行星是液態的還是固態的，那是如何確定行星表面溫度是21℃的？

通過開普勒望遠鏡的觀測，天文學家可以測出這顆新行星距離它的“太陽”有多遠，也可以測定它的“太陽”每時每刻能夠釋放出多少光和熱。但僅憑這兩個條件，仍然無法確定行星表面的溫度，因為后者不光與“陽光”的強弱有關，還與行星表面甚至大氣的許多性質相關。

開普勒望遠鏡用來尋找外星行星的那種方法，無法測定行星的質量，也無法直接觀測這顆行星，因此天文學家難以確定這顆行星是像地球這樣的巖態行星，還是像木星那樣的氣態行星，甚至是完全不同的液態行星。至于行星擁有怎樣的大氣，表面由什么物質構成，就更是無從得知了。

不過，如果假設這顆行星與地球十分相似，擁有類似的陸地和海洋，還擁有類似的大氣來產生溫室效應，天文學家就能計算出它的平均表面溫度大約是22℃左右。不過，這個數據只能算是“僅供參考”，因為存在太多的不確定因素。假設其他條件不變，只是那顆行星表面沒有大氣的話，它的平均表面溫度就會低至-11℃。

4.這真的是NASA證實的“首顆適合居住的類地行星”嗎？

這顆行星并不像國內一些媒體所傳的那樣，是“首顆適合居住的類地行星”。NASA的官方網站在發布這一消息時，使用的標題是“NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”，正確地翻譯成中文應該是“NASA開普勒計劃證實它的首顆位于類太陽恒星宜居帶中的行星”。

這里的“首顆”，指的只是開普勒計劃證實的首顆，而非天文學家發現的首顆宜居行星。事實上，開普勒在它監測的大約15萬顆恒星周圍，迄今為止共發現了2326顆疑似行星的候選者，其中大小與地球接近的有207顆，超級地球有680顆，海王星大小的1181顆，木星大小的203顆，還有55顆比木星更大。

開普勒探測器必須觀測到4次星光變暗，才能確定這一現象確實是由行星遮擋星光所致——這一步驟就叫做“證實”。在今年2月開普勒公布的行星候選者中，可能位于“宜居帶”中的共有54顆，而此次宣布的“開普勒-22b”就是其中第一顆得到證實的行星。在目前最新公布的行星候選者中，可能位于“宜居帶”中的仍有48顆。

另外，這顆行星目前尚未證實一定就是類地行星，這一點也算是以訛傳訛了。

5.人類移民到這顆星球上有多大可能呢？

現有的人造航天器中，速度最快的當數正在飛向冥王星的“新視野”號探測器，它的速度目前大約是15.5千米/秒。如果以這個速度飛向600光年以外的“開普勒-22b”，大約需要1160萬年才能抵達。就算是離太陽最近的恒星——半人馬座比鄰星，距離我們也足有4.22光年。以“新視野”號目前的速度飛行的話，抵達比鄰星也至少需要8萬年。因此，按照人類現有的技術水平，想要移民這顆行星的可能性幾乎為零。

當然，我們無法排除人類科技出現突破的可能。或許有一天，我們造出了光速飛船，開辟了“任意門”，能夠穿梭于宇宙之間。到了那時，如果觀測證實“開普勒-22b”確實是一顆類地行星，確實適宜人類居住的話，那里或許會成為未來人類前往探索甚至定居的目的地。

不過到了那時，我們發現的宜居行星應該已經一抓一大把，也不在乎這一顆了吧……

（摘自“果殼網”）