郭震北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所博士
下一個地球在哪里?美國宇航局發(fā)射的開普勒太空望遠(yuǎn)鏡，一直在找尋另一個宜居星球，歷時五年，開普勒-452b終于被發(fā)現(xiàn)。郭震將帶我們穿越星際，揭秘這顆與地球相似指數(shù)高達(dá)98%的“孿生星球”。
你們相不相信有外星人的存在?
這張圖片是科學(xué)家描繪的銀河系的樣子，而我們?nèi)祟愑萌庋劭吹降挠钪?，僅僅在這個小圓圈里面。
科學(xué)家預(yù)測，可能銀河系里正在形成上萬條生命，或者已經(jīng)形成生命的行星，它們上面有可能存在著外星人。那么，我們?nèi)绾握业竭@成千上萬個與地球很類似的宜居行星?
宜居行星，顧名思義，就是適宜居住的行星。這樣的星球需要滿足幾個條件，第一點，有液態(tài)水的環(huán)境，溫度必須在0度到100度之間。上圖中藍(lán)色的條帶狀的物質(zhì)，叫做“可居住帶”。在這個帶子里面有幾個星球?兩個，地球和月球。月球也在這個帶子里面，為什么月球沒有生命?因為月球沒有大氣層，所以我們還需要有一個大氣層，有供生命呼吸的空氣。
這樣的行星一般都與地球有著相似的重量，如果它太輕，就會像月球一樣，沒有大氣層;如果太重，會像木星一樣，變成一個氣態(tài)的星球，生命也沒有辦法生存。所以尋找宜居星球，就是尋找溫度適宜、有大氣層，像地球一樣的行星。
找到這樣的行星非常不容易。因為行星是不發(fā)光的，只有恒星會發(fā)光。這就好比在燈塔旁邊的一只小小的螢火蟲。但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種方法，就是尋找“掩星”。由于我們知道行星是繞著恒星轉(zhuǎn)的，它周而復(fù)始地這樣運動，就會周而復(fù)始地?fù)踝『阈堑墓?，恒星就會每隔幾天暗一次。這樣的方法，我們稱之為“掩星”。
2009年，開普勒的望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空。這個望遠(yuǎn)鏡不是很大，只有不到一米的口徑，但是它卻可以幫我們找到第二個地球。
它有幾個非常牛的重點。第一點，它發(fā)射到了距離地球非常遠(yuǎn)的一個軌道上面。這個開普勒望遠(yuǎn)鏡是繞著太陽轉(zhuǎn)的，以此獲得一個更穩(wěn)定的軌道。
第二點，開普勒望遠(yuǎn)鏡固定了它的觀測區(qū)域，五年的時間沒有挪到分毫，一直盯著一片星空，為的就是不錯過每一個行星的信號。
這張圖片畫的是銀河，還有中國傳統(tǒng)的兩顆亮星--牛郎星和織女星。開普勒望遠(yuǎn)鏡所觀測的區(qū)域，就在牛郎星和織女星的旁邊，叫做天鵝座。
白色的這個方塊，就表示了開普勒望遠(yuǎn)鏡正在觀測的區(qū)域。在這個區(qū)域里，有多少顆恒星呢?它可以同時觀測十四萬顆恒星，每分每秒的光都在被開普勒望遠(yuǎn)鏡所收集著。通過探測這樣大樣本的、高精度的恒星的光度變化，開普勒望遠(yuǎn)鏡就可以帶我們來尋找第二個地球。
開普勒望遠(yuǎn)鏡有什么成果呢?開普勒望遠(yuǎn)鏡開啟了研究系外行星的新紀(jì)元。
1995年，人類第一次發(fā)現(xiàn)了系外行星的存在，在太陽系外面居然也有行星。到2000年，到2010年，我們分別找到了幾十顆、幾百顆的系外行星。但是隨著開普勒望遠(yuǎn)鏡的升空，這個數(shù)字發(fā)生了質(zhì)的飛躍。橙色的部分是開普勒望遠(yuǎn)鏡所發(fā)現(xiàn)的系外行星的數(shù)量，在2014年，開普勒望遠(yuǎn)鏡在一年中發(fā)現(xiàn)了將近八百顆新的系外行星。這把之前我們觀測到的所有的系外行星的數(shù)目，幾乎翻了一番。我們從研究單個的系外行星的性狀，變成了研究群的變化，這是一個全新的行星科學(xué)。
同時，開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了八顆地球的姐妹星。
這是開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的四個與地球最為相近的行星，其中有兩個我非常喜歡，一個叫開普勒-22b，一個叫開普勒-452b。
“開普勒-452”是它所觀測的恒星的名字，開普勒觀測的第452顆星。后面那個小寫字母“b”，就代表這個恒星旁邊有一顆行星。如果它有三顆行星，就叫“bcd”，以此類推。這邊有一個開普勒-186f，186f是第幾顆行星?bcdef，第五顆行星。那么開普勒-452b就是我們所說的第二個地球。
為什么要說它是第二個地球呢?首先開普勒-452這顆恒星，與太陽幾乎是一模一樣，它只比太陽的亮度亮了10%。并且開普勒-452b這顆行星，繞它的這個恒星一圈是385天，只比我們地球繞太陽一圈多了20天，所以它也處在可居住帶里面，它的溫度大概跟我們?nèi)粘Ｉ钪械臏囟炔畈欢?，適合液態(tài)水的存在。它的體積大概是地球的1.6倍，比地球稍微大一點點。所以科學(xué)家說，這顆行星與地球的相似度是98%。
但我們很難到開普勒-452b上面去，這顆行星距離地球1400光年。因此，這顆行星的所有的圖片，都是科學(xué)家想象的，通過它的溫度、位置，來猜測這個行星的樣子。那它上面有沒有外星人呢?很有可能有。
實際上開普勒望遠(yuǎn)鏡還在運行當(dāng)中，它的故事還沒有結(jié)束。它現(xiàn)在進(jìn)入了另外一個狀態(tài)，它在全天掃描整個銀河系，希望不僅在天鵝座附近，在更多更多的恒星附近，能夠發(fā)現(xiàn)更多的地球的姐妹星。
所以，當(dāng)你夏天仰望星空的時候，當(dāng)你盯著銀河看的時候，當(dāng)你給孩子講牛郎星和織女星的故事的時候，請不要忘記，就在牛郎和織女的旁邊，還有開普勒-452b，它上面很可能就存在著外星生命。當(dāng)你仰望著它的時候，外星生命很有可能也在用望遠(yuǎn)鏡看著你呢。
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