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發現行星

2009年(nian)5月(yue)12日(ri)(ri)，開普勒(le)太(tai)空望遠鏡(jing)在剛剛開始科(ke)(ke)學運作的(de)(de)(de)(de)第三天，就(jiu)觀(guan)(guan)察到了Kepler-22b在其恒星前的(de)(de)(de)(de)第一次凌(ling)星。2010年(nian)12月(yue)15日(ri)(ri)發(fa)(fa)現(xian)(xian)其第三次凌(ling)星。之(zhi)后，斯(si)皮策(ce)太(tai)空望遠鏡(jing)和地面觀(guan)(guan)測(ce)提供了更多(duo)的(de)(de)(de)(de)確認數據。2011年(nian)12月(yue)5日(ri)(ri)，公布該顆行(xing)星的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian)。威廉(lian)·伯魯奇(qi)(William Borucki)是(shi)NASA加州艾姆斯(si)研究中心(xin)的(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)學家，也是(shi)開普勒(le)望遠鏡(jing)項(xiang)目的(de)(de)(de)(de)首席科(ke)(ke)學家，正是(shi)他領導了這個發(fa)(fa)現(xian)(xian)。

質量和半徑

開普勒22b的(de)半徑(jing)大約是地(di)(di)球的(de)2.4倍。它的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和表(biao)面組成仍然未知(zhi)，僅建立了一些非常粗略的(de)估計：在(zai)3σ置信極限下(xia)，它質(zhi)(zhi)量(liang)小于地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)124倍，在(zai)1σ置信區間(jian)下(xia)，它質(zhi)(zhi)量(liang)小于地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)36倍。Kipping等(deng)人采用的(de)模型。（2013）無法可靠地(di)(di)檢測到質(zhi)(zhi)量(liang)（最佳擬合值僅比1σ置信區間(jian)稍大）。

被科學家稱(cheng)為“水(shui)(shui)世界”的開普勒22b可能是一顆“海洋(yang)行(xing)星(xing)”。盡管(guan)開普勒22b與GJ 1214 b不(bu)同，但它也(ye)位于適居(ju)帶(dai)，因此(ci)它可能也(ye)與富含(han)水(shui)(shui)的行(xing)星(xing)GJ 1214 b相(xiang)類(lei)似。通過對恒星(xing)系統的徑向(xiang)速度測量(liang)，已經排除了少(shao)于1σ不(bu)確定性的類(lei)似地(di)球的組成。因此(ci)，它可能具有更易揮發的，具有液(ye)態或氣(qi)態外殼的成分；這(zhe)將(jiang)使其類(lei)似于已知的最小氣(qi)體行(xing)星(xing)開普勒-11f。

軌道

開普勒(le)22b是(shi)圍繞開普勒(le)22公轉(zhuan)的太陽系外(wai)行星。位于(yu)天鵝座(zuo)，距地球(qiu)約(yue)587光年（180秒(miao)差距）。它是(shi)由開普勒(le)太空(kong)望遠(yuan)鏡于(yu)2011年12月(yue)發現的。 

母恒(heng)星(xing)開普勒(le)22是一(yi)顆G型恒(heng)星(xing)，其(qi)質(zhi)量(liang)比(bi)太(tai)陽小3％，體積小2％，表(biao)(biao)面溫(wen)度為(wei)5,518K（5,245°C），而(er)太(tai)陽的(de)表(biao)(biao)面溫(wen)度為(wei)5,778 K（5,505°C）。這顆恒(heng)星(xing)大約(yue)有40億年的(de)歷史(shi)。相比(bi)之(zhi)下，太(tai)陽已有46億年的(de)歷史(shi)。開普勒(le)22的(de)視星(xing)等(deng)為(wei)11.5，這意味著它太(tai)暗而(er)無法用肉(rou)眼看到。

當前可獲(huo)得的行(xing)星軌(gui)(gui)道參(can)數僅(jin)有(you)軌(gui)(gui)道周期（大約290天）和(he)傾(qing)角（大約90°）。從(cong)地球上(shang)看，開普勒22b可以在其母恒星的圓面上(shang)定(ding)期通過發生(sheng)凌星現象。為了獲(huo)得有(you)關(guan)行(xing)星軌(gui)(gui)道細節的更多信(xin)息，需要(yao)使用(yong)其他行(xing)星探測方(fang)法(fa)(fa)(fa)，例如(ru)徑(jing)向速度法(fa)(fa)(fa)。自從(cong)發現以來已在行(xing)星上(shang)執行(xing)過此類(lei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，但這些方(fang)法(fa)(fa)(fa)尚未檢(jian)測到(dao)行(xing)星偏心(xin)率的準確值，因此（截(jie)至2012年(nian)3月）天文學家僅(jin)設置了該行(xing)星質量的上(shang)限(xian)。

開(kai)普勒系(xi)外衛星(xing)搜索項目（HEK，The Hunt for Exomoons with Kepler）研(yan)究了開(kai)普勒太空望遠鏡對該行星(xing)的(de)光度測(ce)定(ding)，為了找到任何可能由軌道衛星(xing)引起的(de)凌星(xing)時(shi)間(jian)和持續時(shi)間(jian)變(bian)化的(de)證據。不過結(jie)果是(shi)沒有發現這種變(bian)化，因此(ci)排除了質量(liang)大(da)于0.54地球(qiu)質量(liang)的(de)開(kai)普勒22b衛星(xing)的(de)存在。

適居性

開普(pu)(pu)勒22b距離其母恒(heng)星(xing)開普(pu)(pu)勒22的(de)距離要(yao)比地球距離太陽少(shao)15%。但(dan)從開普(pu)(pu)勒22b的(de)母星(xing)所發射出(chu)的(de)光輻(fu)射比太陽少(shao)25%。綜合(he)考慮較(jiao)遠(yuan)的(de)平均距離和較(jiao)低的(de)光輻(fu)射，行星(xing)表(biao)面(mian)(mian)存在(zai)適合(he)生命生存的(de)溫度(du)，假定該行星(xing)表(biao)面(mian)(mian)沒有極端的(de)溫室效(xiao)應加熱(re)。

科學家預測如(ru)(ru)果該行(xing)(xing)星無(wu)大氣(qi)層，其(qi)表面(mian)熱(re)平衡溫(wen)(wen)度(du)大約是(shi)-11°C。如(ru)(ru)果有類(lei)似地球因為大氣(qi)層造成(cheng)的溫(wen)(wen)室效應，該行(xing)(xing)星表面(mian)的溫(wen)(wen)度(du)大約是(shi)22°C。但如(ru)(ru)果開普(pu)(pu)勒22b在高度(du)橢圓的軌道上運行(xing)(xing)，其(qi)表面(mian)溫(wen)(wen)度(du)變化將(jiang)非常大。最(zui)近的估(gu)計表明(ming)，開普(pu)(pu)勒22b處(chu)于以當代(dai)金星和早(zao)期火(huo)星限定的經驗宜居(ju)(ju)帶(dai)中的可(ke)能性超過95％（基于這些行(xing)(xing)星何時可(ke)能支(zhi)持宜居(ju)(ju)條件的估(gu)計），但位于環繞恒星的傳統適居(ju)(ju)帶(dai)的概率少(shao)于5％（根據一維無(wu)云(yun)輻射對流模型估(gu)算）。。

要注意(yi)的(de)是(shi)，開(kai)普(pu)勒22b可(ke)能(neng)因為(wei)其體(ti)積(ji)過大而(er)難以存(cun)(cun)在(zai)生(sheng)(sheng)命(ming)。其狀態可(ke)能(neng)比(bi)較不像地球，反而(er)較接(jie)近海王(wang)星，擁有(you)一(yi)個(ge)巖石核心(xin)和液體(ti)與氣(qi)體(ti)混(hun)合的(de)表(biao)面，或(huo)者(zhe)完全是(shi)液態海洋的(de)表(biao)面。無論如何，開(kai)普(pu)勒項目的(de)一(yi)位(wei)科學家(jia)娜塔莉·巴塔爾哈（Natalie Batalha）推測“如果行星主(zhu)要是(shi)海洋，巖石核心(xin)很小(xiao)，那么在(zai)這樣的(de)海洋中生(sheng)(sheng)存(cun)(cun)生(sheng)(sheng)命(ming)就不會沒有(you)可(ke)能(neng)。”。該行星存(cun)(cun)在(zai)生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)可(ke)能(neng)性促(cu)使SETI在(zai)將要執行的(de)研究(jiu)中把開(kai)普(pu)勒22b列(lie)為(wei)優先選(xuan)項。

這(zhe)顆(ke)行(xing)星并不像國內一些(xie)媒體所(suo)傳的(de)(de)那樣，是(shi)“首(shou)(shou)顆(ke)適合居(ju)住的(de)(de)類(lei)地(di)行(xing)星”。NASA的(de)(de)官方網站在發布(bu)這(zhe)一消息(xi)時，使用的(de)(de)標(biao)題是(shi)“NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”，正確地(di)翻譯成中文(wen)(wen)應(ying)該是(shi)“NASA開(kai)普勒(le)計(ji)劃證實(shi)它的(de)(de)首(shou)(shou)顆(ke)位于類(lei)太陽恒星宜(yi)居(ju)帶(dai)中的(de)(de)行(xing)星”這(zhe)里的(de)(de)“首(shou)(shou)顆(ke)”，指(zhi)的(de)(de)只是(shi)開(kai)普勒(le)計(ji)劃證實(shi)的(de)(de)首(shou)(shou)顆(ke)，而并非天文(wen)(wen)學家發現(xian)的(de)(de)首(shou)(shou)顆(ke)宜(yi)居(ju)行(xing)星。

開普勒探測(ce)器必須觀測(ce)到4次星(xing)光變暗，才能(neng)確(que)定這(zhe)一現象確(que)實是由行(xing)星(xing)遮(zhe)擋星(xing)光所致——這(zhe)一步(bu)驟(zou)就(jiu)叫做“證實”。在2011年2月開普勒公布(bu)的行(xing)星(xing)候(hou)選者(zhe)(zhe)中(zhong)，可能(neng)位于“宜居帶(dai)”中(zhong)的共有54顆(ke)，而此(ci)次宣布(bu)的“開普勒-22b”就(jiu)是其中(zhong)第一顆(ke)得(de)到證實的行(xing)星(xing)。在最新公布(bu)的行(xing)星(xing)候(hou)選者(zhe)(zhe)中(zhong)，可能(neng)位于“宜居帶(dai)”中(zhong)的仍有48顆(ke)。因此(ci)，這(zhe)也(ye)是最適于人類(lei)宜居的星(xing)球。