科學家如何判定克卜勒452b是否宜居?而事實上就是個大忽悠!

2020-12-04 星辰大海路上的種花家

截至到去年5月份為止總共發現了3767多顆系外行星,其中有262顆可能位於恆星的宜居帶。當然隨著TESS進入狀態,未來系外行星以及位於宜居帶的行星將會越來越多!但我們只關心一個問題,這些位於宜居帶的行星都宜居嗎?橫跨如此遙遠的距離,是用什麼方式來證明這些行星是宜居的?

克卜勒望遠鏡發現的行星與地球大小對比,藍色為地球大小,綠色為超級地球,橙色為海王星天體,紅色為巨型氣態行星!

一、克卜勒望遠鏡是如何發現行星的?

除了太陽系以內的天體外,系外行星都不可能以直接的方式被發現,即使是最近的比鄰星也一樣不能,只能通過直接的凌星法或者間接的都卜勒頻移方式來發現行星!

1、凌星法很簡單,當行星經過恆星與地球之間時就會遮擋恆星,那麼在望遠鏡的CCD上就會產生一個波谷,凌星後光通量下降,這是檢測行星凌星的重要依據!但卻有一個問題,因為凌星產生的條件是非常苛刻的,只有地球在對方星系的黃道平面上才能觀測到凌星,而且繞行一周才一次!因此無論是克卜勒還是TESS望遠鏡,唯一要做的工作就不斷拍照拍照拍照……

TESS望遠鏡發現有光變的恆星,當然只是初步篩選,如果要獲得證實,那麼需要反覆觀測,直至確認凌星,這是一個繁瑣而已無聊的工作,幸虧克卜勒和TESS不會抱怨!

2、都卜勒法 在行星靠近和離開恆星時波長變化來作為依據,這種方法在可以探測地球沒有處在黃道平面上的恆星是否有行星!但這個方法效率比凌星法更差,因為行星太小,波長變化極其微小,需要長時間觀測某個區域才能取得有效信息!

要提醒一下的是,到現在為止77%的系外行星都是通過凌星法發現!

二、如何來衡量行星是否宜居?

其實必須要說明一下的是,行星是否位於宜居帶是可以計算的,公式如下:

宜居帶(天文單位)L=√目標天體光度/太陽光度

只要知道對方恆星的光度即可計算出它的宜居帶大致範圍,但位於宜居帶的行星是否宜居,那就是另一回事情了!

那麼克卜勒452b有哪些參數支持是一顆宜居行星呢?

1、克卜勒452是一顆G型光譜的恆星,與太陽類似,質量大約是太陽的1.037倍!

2、克卜勒452b軌道半徑:1.046個天文單位

3、公轉周期:385天

4、行星直徑:1.59倍地球

這些參數除了大小和地球有些出入之外,簡直就是一個地球公轉太陽的翻版!

以上參數可以通過凌星法計算,而且準確性極高!這是否表示克卜勒452b就是一顆宜居行星呢?當然在我們得出這個結論之前,早就有超級地球等說法喧囂塵上!而且對這顆1400光年以外的系外行星呼聲極高!它確實是這幾年以來發現過最類似地球的行星!

但是這仍然可能會有一個結果,大家都都知道火星和地球都位於太陽系的宜居帶,但火星與地球的條件也都知道,火星很明顯是不可以生存的,至少它的天然條件並不適合生存,同屬宜居帶的地球較之火星,那肯定是天堂般的存在!假如有克卜勒452b有文明級別與我們類似,那麼他們也能觀測到地球和火星的凌星,一樣能計算出兩顆星球都位於宜居帶,但他們不可能知道地球更宜居!

三、我們有方法可以驗證克卜勒452b上有液態水嗎?

現在獲得的參數我們可以了解如下數據:

這是一顆巖石質天體:因為根據掩星以及軌道可以計算出它的直徑與密度,推測出是一顆巖石質行星表面溫度:可能會比地球略高,因為直徑是地球的1.59倍,大氣層應該要比地球厚一些,溫室效應會比地球嚴重一些!(假如有大氣層)是否有水?這實在是一個問題,畢竟無法通過獲取有效的光譜分析它的大氣層是否成分,因為數據實在難以獲得,僅僅是理論上支持而已!當然金星凌日這種條件還是可以通過光譜分析的,但系外行星,實在太抱歉,基本沒有可能!

因此我們只能判定,克卜勒452b只是可能有液態水存在的條件,但卻並不一定有水!也就是說現在假設的所有條件,比如超級地球,或者第二個地球等都是NASA給予的溢美之辭,而真正的條件,那真只有老天才知道!

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