NASA召開發(fā)布會，宣布發(fā)現(xiàn)了所謂的“另一個地球”，也就是開普勒452b。這是地球與開普勒452b的對比圖，不過需要指出的一點是，右側這顆行星的形象，只是藝術家想象中開普勒452b的模樣。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

7月23日下午，一條消息在微博上流傳：“NASA今晚12點將發(fā)布重大消息，暗示或發(fā)現(xiàn)另一個地球。”7月24日零點，NASA如期召開新聞發(fā)布會，宣布發(fā)現(xiàn)開普勒452b。那么，關于這顆備受關注的太陽系外行星，我們都確切知道些什么，又有哪些是我們還無法確定的呢？

1、在哪個星座？

這顆行星由開普勒空間望遠鏡發(fā)現(xiàn)。在為期4年的任務期間，開普勒望遠鏡始終盯著天鵝座附近的一小塊天區(qū)持續(xù)觀測。新發(fā)現(xiàn)的這顆行星，就位于開普勒的觀測視場之內，屬于天鵝座。

開普勒空間望遠鏡，以及它連續(xù)觀測了4年的天區(qū)。圖片來源：space.com

2、有多遠？

開普勒452b繞著一顆類似于太陽的恒星旋轉，距離地球大約1400光年。如果按照新視野號探測器飛掠冥王星的速度，也就是14千米/秒的速度飛向這顆行星，大約需要3000萬年才能抵達那里。不過，考慮到新視野號在遠離太陽的過程中，速度還會進一步減慢，因此實際需要的時間只會更長才對。當然，新視野號并沒有飛向開普勒452b的方向，因此永遠不可能飛到那里。

3、能看到嗎？

不要說這顆行星，就連它繞著旋轉的那顆恒星，我們在地球上都無法用肉眼看到，哪怕是在觀星環(huán)境最好的地方。開普勒望遠鏡監(jiān)測的絕大部分恒星，亮度都在14－16星等之間，跟地球上看到的冥王星亮度差不多。事實上，就算使用地球上威力最大的望遠鏡，天文學家也不可能直接看到這顆行星，更不用說看清楚它的模樣了。

行星凌星示意圖。圖片來源：sun.org

4、怎么發(fā)現(xiàn)的？

開普勒452b繞著一顆恒星旋轉，每轉一圈就會恰好從恒星前方經(jīng)過一次，遮擋住那顆恒星射向地球的一部分星光。于是在地球上看起來，這顆恒星的亮度每隔一段時間就會短時間內突然變暗一些。這種現(xiàn)象被稱為凌星。如果周期性地出現(xiàn)恒星短時間變暗的現(xiàn)象，可能就意味著這顆恒星的周邊存在這樣一顆行星。這也是開普勒望遠鏡尋找太陽系外行星的主要方法。

5、有多大？

行星越大，凌星時遮擋的星光就越多，反之亦然。因此，準確測量凌星時恒星亮度的變暗幅度，就能夠精確測定行星和恒星的相對大小。而恒星的大小，能夠通過精確的恒星模型加以推斷。于是，天文學家即便根本看不到這顆行星，也能夠通過凌星觀測，測出開普勒452b的直徑要比地球大60%。這是天文學家唯一能夠確定的、有關這顆行星本身的參數(shù)。至于其他重要參數(shù)，比如它的質量有多少，由什么物質構成，氣溫多少度，天文學家現(xiàn)在都還一概不知。

6、是巖石星球嗎？

在我們的太陽系里，行星明顯分成兩類：一類跟我們地球一樣，主要由巖石構成；另一類則比地球大得多，主要由氣體構成。然而，對于直徑比地球大、又大不太多的開普勒452b，天文學家就無法準確判斷了。根據(jù)發(fā)現(xiàn)者的合理“猜測”，開普勒452b有很大的可能性是一顆巖石星球。然而，美國加州理工的天文學家萊斯利·A·羅杰斯（Leslie A. Rogers）今年在《天體物理學報》上發(fā)表過一項研究，對大量已知大小和質量的太陽系外行星進行了統(tǒng)計，證明絕大多數(shù)像開普勒452b一樣大小的行星都不是巖石星球，[1]。因此，現(xiàn)在不能肯定它就是一顆巖石星球。

開普勒452b距離它的“太陽”要比地球距離太陽稍遠一些，但仍位于宜居帶內。圖片來源：NASA/JPL-CalTech/R. Hurt

7、有生命嗎？

確切地說，沒人知道那里有沒有生命，哪怕是天文學家。根據(jù)凌星出現(xiàn)的時間間隔，天文學家確實能夠準確測定開普勒452b的公轉周期——那里的一年相當于地球上的385天。據(jù)此，天文學家能夠計算它到恒星的距離，恰好位于所謂的“宜居帶”內。換句話說，開普勒452b和地球一樣，距離各自的太陽不遠不近，不至于天寒地凍水凝成冰，也不至于天燥地熱水蒸成氣。然而，一顆星球就算處在宜居帶內，也不能保證就一定有水能夠在表面流淌，月亮就是一個反面例證。更何況，就算真的有水，離出現(xiàn)生命也還差著十萬八千里呢！

8、最像地球嗎？

開普勒452b不能說是最像地球的太陽系外行星。舉例來說，2014年宣布發(fā)現(xiàn)的開普勒186f，半徑是地球的1.17倍。而今年年初宣布發(fā)現(xiàn)的開普勒438b，半徑更是只有地球的1.12倍。這兩顆行星都處在各自恒星的宜居帶內，也都比開普勒452b更接近于地球的大小。只不過，那兩顆行星所環(huán)繞的恒星，都要比太陽小得多，也暗得多。而開普勒452b所環(huán)繞的恒星，卻非常類似于太陽，只比太陽重4%，大10%，亮20%，連表面溫度都一模一樣。因此，如果把恒星也考慮進來的話，開普勒452b就當仁不讓，確實稱得上是“另一個地球”，只不過它本身還是不太像地球罷了。

這些是目前已知與地球類似的宜居行星，從左往右分別是：開普勒22b、開普勒69c、新發(fā)現(xiàn)的開普勒452b、開普勒62f、開普勒186f，以及地球。圖片來源：NASA/Ames/JPL-Caltech

9、還有更多宜居行星嗎？

開普勒452b既不是唯一的一顆宜居行星，甚至也不是最像地球的宜居行星。僅在開普勒望遠鏡已經(jīng)確認發(fā)現(xiàn)的1030顆太陽系外行星之中，就有12顆宜居帶內的行星直徑介于地球的1倍到2倍之間。事實上，開普勒任務的主要目標并不是要尋找“另一個地球”，而是通過這種抽樣調查的方式，幫天文學家更好地了解地球這樣的宜居行星在整個銀河系當中到底有多么普遍。

開普勒空間望遠鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了12顆半徑不超過地球2倍的宜居行星。圖中行星大小按相對比例繪制，恒星則在相應比例的基本上又縮小了25倍。圖片來源：NASA/Ames/JPL-Caltech

10、所以，又被NASA忽悠了？

期待了半天，等到的卻是這么一顆行星，連是不是巖石星球都還沒有弄清楚。說好的“重大消息”呢？說好的“發(fā)現(xiàn)另一個地球”呢？其實，還真不是NASA在忽悠你。NASA新聞發(fā)布會的通告頁面上，從來就沒有出現(xiàn)過“重大消息”或者類似的字眼。那份通告上只是說，將要宣布開普勒空間望遠鏡作出的“一些新發(fā)現(xiàn)”。至于說“發(fā)現(xiàn)另一個地球”，NASA在通告里確實提到了“another Earth”，但前面用的是“finding”，而不是“found”好嗎？

開普勒452b的發(fā)現(xiàn)，朝著“發(fā)現(xiàn)另一個地球”的夢想又走近了一步。現(xiàn)在，我們可以拭目以待，看看真正的“另一個地球”會在什么時候現(xiàn)身了。

參考文獻

Leslie A. Rogers 2015 ApJ 801 41 ｜doi:10.1088/0004-637X/801/1/41