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小火箭:外太空宜居星球搜尋情況的當下與未來 之四

小火箭出品

本文作者:邢強博士

本系列共5篇,本文是第4篇。

第1篇鏈接《小火箭:外太空宜居星球搜尋情況的當下與未來 之一》

第2篇鏈接《小火箭:外太空宜居星球搜尋情況的當下與未來 之二》

第3篇鏈接《小火箭:外太空宜居星球搜尋情況的當下與未來 之三》

成果

在開普勒望遠鏡之前,人類只能猜測有系外行星的存在。

而在今天,藉助開普勒望遠鏡的觀測結果,人類已經確定:

在我們的銀河系內,在我們身處的太陽系外,有2662顆系外行星存在。

這是對530506顆恆星進行多年的觀測所取得的成果。

這些系外行星,有的和地球的大小差不多,有的體積是地球的10倍,而有的則是比我們的木星還要巨大的巨行星。

命名

發現了那麼多系外行星,那麼怎樣命名呢?

人類目前還來不及為一下子發現的這麼多系外行星起文雅的名字。

凡是開普勒望遠鏡發現的,都冠上開普勒這個名字,然後後面是表示編號的阿拉伯數字。

比如,上圖為藝術家和科學家共同構建的開普勒-11星系的情況。這個星系有6顆行星圍繞一顆和咱們的太陽非常相像的恆星運行。

這些行星,按確認發現的先後順序,被命名為開普勒-11b、開普勒-11c、開普勒-11d、開普勒-11e、開普勒-11f、開普勒-11g。

也就是說,在阿拉伯數字後面跟的小寫字母,就代表這個星系中的某顆行星。

這個字母,從b開始,因為a本身默認留給了這個星系核心的恆星。

上圖是根據開普勒望遠鏡在2010年8月26日觀測的數據繪製的。當時恰好有三顆行星飛到開普勒-11星系的恆星前面。

(怎麼確定是3顆的?答:靠時間,一直凝視很多年,逐漸對比數據進行分析。)

明星

開普勒望遠鏡發現了2662顆系外行星。

受篇幅所限,小火箭只得取其中一些非常值得關注的行星做介紹。

(如果篇幅允許,小火箭還是很願意逐一分析的,比如在小火箭的小行星系列報告《小火箭講述人類探索小行星的技術和四個探索過小行星的組織》《小火箭講述人類發現小行星的傳奇過程》中,咱們一起分析了人類近距離觀測過的每一顆小行星,無一遺漏。)

上圖的上半部分,是開普勒-69星系。這是一個雙行星系統,開普勒-69b和開普勒-69c兩顆行星繞著他們的恆星旋轉。

這個星系距離地球約2700光年,位於天鵝座。開普勒-69的恆星和太陽屬於同一類,都是G型恆星。

上表為恆星分類表。by:小火箭

上圖為科學家和藝術家根據目前掌握的情況繪製的開普勒-69c星的樣子。

開普勒-69c比地球大70%,是在類太陽恆星的可居住區域內已知的公轉軌道最小的系外行星。

科學家目前還不確定開普勒-69c的大氣成分,但是基本上已經確定其表面平均溫度為275℃。

因此,與其把開普勒-69c稱作超級地球,不如把她叫做超級金星。

這顆每242個地球日就圍繞其恆星公轉一周的行星,就像我們的金星一樣,有著熾熱的大氣。

開普勒在開始進行科學觀測幾個月後,宣布發現了五個系外行星,分別名為開普勒-4b,5b,6b,7b和8b。

這些系外行星之所以這麼快就被發現,主要是因為她們個頭兒都很大。這些系外行星全部比海王星要大,有的甚至比咱們的木星還要大。

這些行星僅需3.3天到4.9天就能夠繞她們的恆星公轉一周。這表明她們離恆星太近了,而且這些恆星都比太陽要熱得多。

想像一下,咱們的木星比水星更靠近太陽的時候,會發生什麼!

這些星球的表面溫度在3000℃以上。

上圖是開普勒-62e星。

該星比地球大60%,圍繞著一顆比太陽更小的恆星運行,距離地球1200光年。

這顆每122個地球日圍繞其主星繞一圈的行星,擁有涼爽的表面。很有可能的是,在她冰凍的外表下面,有巨大的海洋。

開普勒-62星系的主星,已經70億歲了,這個星系是個極度缺乏金屬的星系。這裡如果有高等文明的話,其使用的建築材料或許會以高分子化合物為主。

上圖為與開普勒-62e星同處一個星系的開普勒-62f星。該星比地球大40%,每267天繞主星公轉一圈。

按目前的觀測結果,未來,人類的飛船可以在開普勒-62e和開普勒-62f上著陸。

開普勒-20e是一顆沒有大氣層的岩石星球。這顆半徑為地球0.868倍的星球,太靠近主星,以至於她被潮汐鎖定。

就像月球和地球的關係那樣,開普勒-20e始終只有一面對著主星。開普勒-20e到其主星的距離只有地球到太陽距離的5.07%,僅需6.098天就繞其主星公轉一圈。

在她永久的白天和永久的黑夜之間的晨昏線上,巨大的溫度差異塑造了她的獨特性格。以87.5°的傾角繞其主星的超近距離轉動,使其地質活動異常活躍。

這裡極有可能存在大量活火山。

在同一個星系內,開普勒-20f的溫度稍低,但是依然比地球的平均溫度高太多。她的公轉周期為19.6天。開普勒-20f的半徑為地球的1.03倍,極其接近地球。

上圖從左到右:開普勒-20e、金星、地球和開普勒-20f。

在開普勒-20星系內,還有其他3顆行星,分別為開普勒-20b、開普勒-20c和開普勒-20d,她們都是氣態巨行星。

開普勒-22星系的主星是一顆G型恆星,質量比太陽少3%,體積比太陽小2%。該恆星的表面溫度為 5518 K(5245℃),和太陽比較接近(太陽的表面溫度是5778 K,也就是5505℃)。

開普勒-22星系的這顆恆星的年齡大約為40億歲,比太陽年輕一些。(太陽的年齡為46億歲)。

上圖為開普勒-22b星。這顆系外行星被很多人稱作「水世界」。這顆半徑為地球2.4倍的系外行星,極有可能有大量的水存在,其大氣層或許有著非常豐富的雲層活動。

這是一個由全民參與的系外行星探索項目發現的星系。這個四星系統中,處於核心位置的是一組相互圍繞的雙星恆星系統。

這個四星系統中,有一顆比海王星還要大的行星。

開普勒-35星系,兩顆巨大的恆星相互圍繞,成為雙星主星。該星系或許只有一顆行星。這顆和咱們的土星大小相當的行星孤獨地繞雙星公轉,每131天轉一圈。

在這顆行星上,在白天抬頭仰望的話,會是兩顆相互繞轉的太陽。

開普勒-78b星,比地球重70%,比地球大20%。

她離主星太近了,僅8.5個小時就能夠繞其主星轉一圈。按動力學模擬的結果,該星的表層岩石時刻處於重力場的撕扯之中,其星球表面時刻伴隨有巨大的轟鳴聲。

這真是一個煉獄般的世界。岩漿覆蓋了整個星球表面。

其實,開普勒-78b這顆星的名字還是比較好起的:

小火箭命名:西紅柿炒雞蛋星

公元1453年5月29日,奧斯曼帝國攻陷了拜占庭帝國的首都君士坦丁堡,末代皇帝君士坦丁十一世戰死,歷時一千餘年的東羅馬帝國就此滅亡,長達1480年的羅馬帝國也正式終結。

公元1453年10月19日,法國人奪回波爾多。至此,持續116年之久的英格蘭與法蘭西的百年戰爭,以法國人的勝利而告終。

這116年的時間裡,英格蘭長弓讓法蘭西鎖子甲吃盡了苦頭。而法蘭西板甲的出現又讓長弓失去了應有的作戰效能。

就在這個時候,在距離我們565光年之外的開普勒-10星系的主星,發出了一束光。

這束光,在這個時刻,恰好抵達地球。正在閱讀小火箭本文的好友們,在這夜晚,抬頭仰望的時候,有那麼一束光,就是在那君士坦丁堡城頭的守衛士兵發出誓死捍衛城堡的吶喊的那一刻,就是在那聖女貞德揮舞旗幟的那一刻,在那英格蘭長弓射出最後一支箭的那一刻,在那航海家們開始起航的那一刻,從開普勒-10星系的恆星中發出的。

開普勒-10星系距離我們很近,只有不到565光年。在15萬候選恆星中,開普勒-10星系的恆星備受關注。

這顆星和我們的太陽極其相似,只不過年齡大了一些。開普勒-10星系的主星,年齡超過80億歲。如果這裡有智慧生物的話,很有可能比我們人類的文明要發達得多。

開普勒-10b是開普勒-10星系中第一個被發現的行星。

她是一個被燒焦的星球。她到其主星的距離比水星到我們自己的太陽的距離要近20倍。

據分析,開普勒-10b的表面溫度超過2000℃。這顆熔岩星球的質量是地球的4.6倍,半徑是地球的1.4倍。

開普勒-7b是一顆蓬蓬鬆鬆的行星。她的體積是我們的木星的1.5倍,但是質量卻只有木星的48%。

這顆行星是人類首顆確認雲層樣貌的行星。開普勒-7b的雲層非常厚,但是分布很不均勻。在該星西側,集中了星球80%的雲。這些雲含有大量的硅酸鹽。

而在該星的東側,則全年處於萬里無雲的天氣中。

在開普勒望遠鏡的飛輪系統還好的時候,她就已經發現了不少系外行星。這些行星中,最多的還是體積和我們的海王星類似的行星,只有808顆系外行星的尺寸和我們的地球相當。

開普勒望遠鏡不僅向我們揭示了系外行星的大量存在這個事實,而且還向我們展示了千姿百態的星系構成形式。

星系的排列有密有疏,氣態大行星的數量有多有少。

上圖為開普勒望遠鏡篩選出的可供人類居住的行星(理論上)。

上圖從左到右:開普勒-22b、開普勒-69c、開普勒-62e、開普勒-62f和地球。

開普勒-90星系的主星是一顆類似太陽的恆星,而且她也有8顆行星。但是她的所有8顆行星都被擠壓到了地球繞太陽公轉的軌道範圍內。

開普勒-90i星的一年,只有14.4天,而我們的水星,一年時間也有88天呢。

這個星系,正在從青春期向成熟期生長。這8顆行星,在未來,會逐漸擴散成像我們的太陽系一樣的大間距。是的,一個和我們的太陽系非常類似的星系正在成長中。

開普勒-444星系,是銀河系誕生20億年之後形成的一個非常緊湊的星系。

在這裡,所有5顆行星都擠在一個比水星圍繞我們的太陽更小的軌道範圍內。這5個小岩石星球,最小的和水星相當,最大的一顆則與金星相當。

如果哪個星際艦隊想要練習在岩石行星之間的引力輔助變軌機動的話,來開普勒-444星系是個不錯的選擇。

在這個星際駕校練就的駕駛本領,在整個銀河系都會是頂尖的。

如果這個宇宙有一個光明的中心,那麼你就在離它最遠的那顆行星上。

對星球大戰系列頗為了解的各位好友,一定馬上就反應過來了。

嗯,小火箭這裡說的就是盧克·天行者的家鄉,塔圖因星。

塔圖因星是個沙漠星球,能夠看到兩個太陽,其中一個橙矮星,一個紅矮星。

而開普勒望遠鏡,居然真的找到了疑似的塔圖因星。

開普勒-16b行星,圍繞兩顆恆星運行。其中一顆是橙矮星,質量為太陽的69%,另一顆是紅矮星,質量為太陽的20%。

在開普勒-16b上,是的確能夠看到天行者看到的那樣的雙落日的。

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