天鵝座——「地球」量化複印工廠

2020-08-28 一周刊

摘要：尋找人類第二家園，一直是科學家們堅持不懈的努力方向。儘管克卜勒太空望遠鏡(Kepler Mission)退役已近一年半，但對其收集到的數據進行整理和建模等研究工作，還遠遠沒有結束。

一周前，NASA消息稱，一國際團隊在梳理克卜勒望遠鏡歷史數據時，發現此前因計算錯誤而忽視掉一個重要發現——Kepler-1649c，一顆距地僅約300光年的巖質行星，體積幾乎同等地球大小。而最為關鍵的是，Kepler-1649c位處該恆星系統宜居帶上，可以支持液態水的存在，是迄今距離我們最近，且最像地球的星球。

藝術想像圖 (圖源NASA)

1、這個新發現的星球，僅比我們的地球大6%

在天鵝座302光年處，有一顆1/4太陽直徑的M型主序星——Kepler-1649。它散發著橙紅色光芒，排在赫羅圖右下角，是一顆地道的紅矮星，表面溫度只能達到2,400K ~ 3,700K。

紅矮星Kepler-1649 (圖源NASA)

在離Kepler-1649約0.0514 AU(天文單位)軌道上，有一顆公轉周期僅8.7天巖質行星——Kepler-1649b。

2017年發現該行星時，因其1.28倍地球體積(質量同倍率)，故曾稱之為又一「超級地球」。然而，Kepler-1649b因太過接近所環繞的恆星，因而頂多只能類比於太陽系中金星的表面環境。

但在稍更遠處，一個令人振奮的發現，該恆星系統宜居帶上，還存在一顆巖質行星——Kepler-1649c。

Kepler-1649恆星系統 (圖源NASA)

Kepler-1649c，1.06倍地球體積，也就是說比地球只大了6%。它從該系統恆星獲得的光照量，約為地球獲得太陽光照量的75%，這使得其擁有-39℃的平均表層溫度。如果該行星擁有充足的大氣，則表層平均氣溫應該還會更高，足以支持液態水的存在。

Kepler-1649c計算機模擬圖 (圖源NASA)

這是一個喜人的發現！

此前，雖然科學家們也曾找到過一些近似地球大小，或者平均溫度更接近地球的系外行星。但綜合體積大小和表層溫度雙重因素，Kepler-1649c無疑是人類最理想的「第二家園」。

Kepler-1649c另一亮點之處在於，它所環繞的中央天體(紅矮星)是一個長壽命恆星，可以為自身演化歷程更持久的提供能量補給。

圖源：NASA

Kepler-1649c並非絕對完美，卻為我們提供了新的探索方向

當然，Kepler-1649c也並非地球的復刻版，遠未達到絕對完美程度，原因之一是19.5天公轉周期。這意味著，Kepler-1649c距離系統恆星還是太近了，有面臨高強度恆星輻射的威脅。但Kepler-1649c更重要意義在於，在行星系統構成上，它極有可能為我們提供了一個全新概念。

以往我們認為，行星系統要想長期穩定運行，臨近軌道大質量行星的軌道共振應保持2:1或3:2比率，即外圈行星每公轉1圈(或2圈)，內圈行星恰好公轉2圈(對應 3圈)，這一規律也適用於多顆大質量天然衛星系統。但Kepler-1649c與Kepler-1649b，卻以4:9的特殊共振頻率長期穩定存在。

要知道，銀河系中有上千億顆恆星，而其中有75%都是類似於Kepler-1649的紅矮星。如果穩定的軌道共振不受限於以往認知的2:1或3:2，這將大大提升宜居帶行星基數，也將大概率找到能媲美地球的「新家園」。

不過，也有業內人士認為，在Kepler-1649 c與b軌道中間，還可能存在一顆大質量行星X，使得b：X和X：c軌道共振滿足2:1或3:2比例。但從克卜勒望遠鏡所收集到的數據中，確實沒有行星X的痕跡。這也有可能是行星X的軌道傾角較大，沒有被克卜勒望遠鏡捕獲到。

天鵝座，是一個量產「地球」的神秘所在

對於星系間距離動輒成千上萬光年，302光年開外的Kepler-1649算不上遙遠。而其所處的天鵝座，更像是一個「地球」量產工廠。

飛翔在銀河系白茫茫「河」中央的這隻「天鵝」，已探測到恆星數量達到3,079顆，地球上肉眼可見137顆，有探測記錄的行星數量1,352顆。

天鵝座61，是天鵝座距離地球最近的恆星，僅約11光年。天鵝座最遠的恆星——HIP99439，此前三角視差法測得的距離超過32萬光年(該數據有爭議)。空間跨度如此大的天鵝座中，不缺乏閃耀「明星」。超級巨無霸——天鵝座KY，有著1,420倍太陽直徑和2.5萬倍太陽質量。天津四，光度為太陽的18萬倍，是天鵝座中最「亮」的仔，在南北半球全天空亮度排名第19位。

若要歷數天鵝座已發現的行星，也是亮點頗多。

Kepler-452b，五年前炒的轟轟烈烈，一度稱為「地球2.0」或「地球表哥」。452b有著5倍地球體積大小，公轉周期385天，距離中央主恆星也和地球距太陽相當。

號稱「地球2.0」的Kepler-452b (圖源NASA)

相距1,400光年之遙，表面重力加速度是地球的兩倍，中央主恆星比太陽還老15億歲，Kepler-452b似乎也不是人類「第二家園」首選，

Kepler-186f，六年前首次公布時，1.1倍地球體積大小、地處宜居帶、距地500光年等信息量，曾其名噪一時。

Kepler-186f中央恆星也是一顆紅矮星 (圖源NASA)

不過，Kepler-186f從中央主恆星獲得的光照量只有地球1/3，因而Kepler-186f還不能成為地球「孿生兄弟」，最多也只是個「堂兄弟」而已。

Kepler-22b，距地500光年，是九年前首顆被確認宜居帶系外行星候選天體，但13.8倍地球體積似乎超胖了點，且至今還未徹底摸清其密度和質量分布。

首個被確認的類地行星Kepler-22b (編輯圖片)

除此外，還有Kepler-69c、Kepler-1229b等，這些入選地球高相似度榜單的類地行星，也都來自天鵝座。簡單的說，在已確認的30多顆地球高相似度系外恆星中，天鵝座就佔了1/5數量。

這個星座，可圈可點的天體名單遠不止這些。它對太陽系及地球似乎也非常感興趣，總想創造出複印版地球來。未來的某一天，或許我們會驚訝真有另一個地球的存在，而她，很可能就在天鵝座。

因為，天鵝座十多個星雲團，至今還在努力的量化生產著......

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