系外行星漫游指南 | 从《灾星异变》中的开普勒22b星聊起

迄今为止我们太阳系之外的已发现行星总数已经达到5005颗。虽然我们知道太阳系外的很多行星，但我们对它们的了解并不多，包括它们的大气细节，或者它们是否有水，这些水可能会带来生命存在的可能性。在所有这些行星中，只有21颗在其恒星周围的位置和大小适合生命存在（至少我们在地球上是这样认为的）这几颗行星既不太热也不太冷，可能也不太大，是寻找生命的最佳地点，尽管其他几十颗行星虽然不太理想，但也有一些合适的条件。下图是可能适宜人类移居的类地行星：

在20世纪80年代，那时我们并不知道太阳系外的任何行星。在已知的5005颗系外行星中，有4900颗位于距离我们几千光年的范围内。想想看，我们距离银河系中心3万光年;星系中还有很多我们还没有发现的行星，多达1000亿到2000亿。这是令人兴奋的。

以下是一些有趣的系外行星，欢迎大家留言补充！

开普勒太空望远镜 KEPLER SPACE TELESCOPE

开普勒任务负责发现2600多颗行星——其中大部分是我们已知的世界。有成千上万个世界可供选择。“就其大小和宜居带位置而言，它是开普勒发现的最像地球的行星，也是迄今为止发现的最像地球的行星之一。”

对太阳系外的世界的探索已经进行了几个世纪，但实际上只是在最近几十年才开始成型。第一次确证发现太阳系外的世界是在上世纪90年代才被证实的。自那以来，在2009年至2018年期间，已经发现了4000多颗系外行星，其中大部分是由开普勒太空望远镜发现的。开普勒被设计成能够连续观测整个太空区域，而不仅仅是一颗特定的恒星。这一点很重要，因为过境事件可能很短暂，失去联系可能意味着失去它们。

开普勒利用凌日法探测太阳系外行星。开普勒将自己指向天空的特定区域，测量恒星的视亮度，寻找进入光圈的光量的间歇性下降。视光的减弱表明有物体经过。但这还不足以证实行星的存在。任何数量的现象都可能导致恒星的亮度暂时下降。这就是为什么开普勒望远镜需要至少三次重复的变暗事件来确认行星的存在。

开普勒22b Kepler-22b 

最近的一个美剧《Raised by Wolves》异星灾变就是讲述两个机器人授命在开普勒22b星球抚育人类后代的故事（斯科特异形系列体系）

斯科特表示：“我一直在寻找科幻题材的新疆界，这部剧集将展现一个与众不同、充满想象力的世界，同时这部剧也提出了这样的问题：是什么让我们成为了人类？是什么构成了一个家庭？如果我们能重新来过、消除我们所在星球的混乱会怎么样？我们能幸存下去吗？

我们能做得更好吗？”

Credit: HBO Max

开普勒22b（英语：Kepler-22b）是NASA开普勒空间望远镜所发现第一个位于类太阳恒星适居带的太阳系外行星。开普勒22b位于天鹅座内，半径大约是地球的2.4倍（海王星半径60%），距离地球600光年，环绕着类太阳恒星开普勒22公转。

开普勒-22b的发现当时的头条新闻把它定位为另一个地球围绕着一颗遥远的恒星运行。

这颗恒星一颗黄色的矮星，但比太阳更小、更老、更暗。它的大小和亮度意味着它释放的热量没有我们习惯的那么多。幸运的是，开普勒-22b的轨道离母星的距离比地球离母星的距离要近一些，这或多或少使情况趋于平衡。然而，当涉及到一个世界是否宜居时，与恒星的距离并不是唯一的影响因素。了解一颗行星的大气类型是很重要的，因为它对平均温度的影响即使不是更大，也是同样大的。这只是在最基本的条件下是正确的，当与存在于银河系中的各种世界相比时。事实上，尽管开普勒有很多相似之处，但如果我们有机会访问它，它对我们来说仍然是完全陌生的。

开普勒22b距离其母恒星的距离比地球距离太阳少15%。轨道半径是地球轨道的85%，公转周期289.9地球日。从开普勒22b的母星所发射出的光能量比太阳少25%。距离和光能量的状态组合在一起就是行星表面适合生命生存的适当温度。科学家预测如果该行星无大气层，其表面平衡温度大约是-11 °C。如果有类似地球因为大气层造成的温室效应，该行星表面的温度大约是22 °C。要注意的是，开普勒22b可能因为其体积过大而难以存在生命。其状态可能比较不像地球，反而较接近海王星，拥有一个岩石核心和液体与气体混合的表面，或者完全是液态海洋的表面。无论如何，该计划的其中一位科学家娜塔莉·巴塔尔哈（Natalie Batalha）推测生物不无可能存在于这样的海洋之中。该行星存在生命的可能性激励了SETI（搜寻地外文明计划 (Search for extraterrestrial intelligence)）将执行的研究中把开普勒22b列为优先选项

生活在开普勒-22b上实际上会是什么样子?

至今开普勒22b的确切质量和表面成分仍不清楚。

一开始据估计该行星质量可能达到地球35倍，类似海王星的气体巨行星，但最可能的状况是地球10倍质量的海洋行星。该行星也可能因为其灼热表面被称为“超级金星”（Super Venus）。既然开普勒22b体积比地球大，它的成分可能和地球不同，该行星视其实际质量可能由岩石或、液体或气体组成，因此可能是超级地球或“暖海王星”。

未来的系外行星任务可能会揭示这个有趣的遥远世界的更多细节，但我们目前所知道(或怀疑)的情况与屏幕上呈现的完全不同。尽管如此，即使未来的知识将开普勒-22b从可居住行星的池中排除，系外行星研究的科学正在充分明确一件事。银河系和宇宙中，到处都是世界，其中很多可能有维持某种生命的能力。太空探索的未来是光明和诱人的，让我们希望未来的探索是基于对知识的渴望，而不是为了逃离危险或逃离我们自己。

如果我们假设大气层与地球相似，我们所面对的是一个空气可呼吸、天气稀薄的星球。田园诗般的声音。

事实上，它听起来比《Raised by Wolves》中呈现给我们的世界要好得多。至少在我们考虑到地球的其他属性之前。开普勒-22b在大小上被描述为与地球类似，这在一定程度上是正确的。事实上，它是地球直径的2.4倍，直径的2.4倍并不等于质量的2.4倍。在这里，我们再次遇到了未知。如果不知道这颗行星的组成，我们就无法计算它的质量。开普勒-22b可能主要是气态的，在这种情况下，它可能没有那么大，但也可能不是一个非常有趣的居住地。它的组成可能与地球非常相似，主要由岩石、铁、冰和水组成。在这种情况下，它的质量大概是地球的10 - 15倍。

表面的引力明显是我们在地球上体验的两倍多，日常引力会让开普勒上的生活和移动变成一件苦差事。好消息是，如此高的重力可能意味着剧中的那些巨型蜥蜴不会或不可能在那里存在，至少不会在一个岩石表面的行星上存在。地球上的重力造成了动物体型的上限，直到它们自身的重量把它们拉下来。更高的重力通常意味着更小的动物。即使在细胞水平上也是如此。

这就是为什么地球上曾经存在过的最大的动物都生活在水里，因为水的引力是最小的。这就引出了关于开普勒-22b的最后一点。那里很可能被一个全球性的海洋所覆盖。在一次采访中，开普勒的一名科学家表示，开普勒-22b可能更像海王星，而不是地球，它有一个岩石内核和一个跨越行星的巨大海洋。对巨型蜥蜴来说，这是个好消息，但对任何希望在那里建立新家的人类殖民者来说，就没那么多了。

除了我们熟悉的开普勒22b，其实还有很多移居地外行星，比如

开普勒- 1649 c

NASA illustration of Kepler-1649c,  NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

“I THINK MY YOUNGER SELF WOULD BE IN SHOCK.”

 K2-138

杰西·克里斯蒂安森(Jessie Christiansen)是美国宇航局系外行星档案馆的首席科学家，此前曾是开普勒任务的一名工作人员。她还与凌日系外行星天空调查(TESS)任务的科学家们合作，这是TESS后续工作组的一部分。与开普勒望远镜不同，TESS观测的是整个天空，而不是一小块。因为每一个新行星都超级酷，另一个世界填补了我们周围的空白，”

K2-138系统，六颗行星系统，还会播放音乐!”

顾名思义，K2-138是在K2任务数据中发现的。一群平民科学家发现了令人信服的证据，证明存在五颗行星，也发现了存在第六颗行星的有力证据，这些紧密的、大部分是海王星大小的行星相互共振，这意味着每三个轨道完成一个，下一个轨道就会运行两次。这使得它们的轨道有节奏，如果转换成声音，就会产生一种完美的宇宙音乐。更像约翰·凯奇，而不是约翰尼·卡什，但还是很美。

 HIP 41378F

虽然地球大小的世界可能会获得所有的荣耀，但还有很多行星——形状怪异，大小怪异。一些巨大的世界非常奇怪。以HIP 41378f为例。它看起来很大，但这么大的体积容纳了一颗有点膨胀的行星。HIP 41378f可能隐藏着一个秘密，可能使它成为外土星。

“这颗行星的大小和土星差不多，但质量大约是土星的8倍。从表面上看，它似乎超级膨胀，我们不知道这样的行星是如何形成的，除非.....这颗行星有光环!”

带光环的系外行星并非史无前例。天文学家们怀疑它们的存在，包括在地球和海王星之间围绕着比邻星运行的世界。但是HIP 41378f的光环可能会穿过它的恒星，天文学家可以通过韦伯望远镜看到这些光环。但HIP 41378f可能是我们确认的第一颗系外行星。

“我们现在正试图通过哈勃和JWST的观测来验证这一理论，”López-Morales说。“如果这颗行星确实有环，这将是我们第一次探测到系外行星周围的环，这非常令人兴奋。”

 PROXIMA CENTAURI B

半人马座比邻星b的照片显示了它的恒星——以及附近的两颗半人马座阿尔法星——可能会出现在天空中。

距离恒星足够近，液态水不会蒸发，但又不至于结冰的行星——通常被称为“宜居带”或“适居带”。

要想进入这个最严格的目录，行星必须是岩质的(在地球半径的一半到1.6倍之间)，质量不能超过地球的3倍。这些行星中只有21个入选。虽然所有人都在关注一个39光年外的星系，它有7个地球大小的行星，但Méndez喜欢呆在离地球更近的地方。

“大多数人会说TRAPPIST-1，但我喜欢比邻星b，因为它很接近，”

 KEPLER-1708B OR KEPLER-1625B

Kepler-1625-bI, if it exists, would be the strangest moon we know of ... for now.NASA, ESA, and L. Hustak (STScI)开普勒-1625- bi，如果它存在的话，将是我们所知道的最奇怪的卫星……

这些行星与木星或土星更接近，从而找到更像我们的太阳系的系统。这项工作的一部分最终是寻找更远的气体巨星，希望不仅能找到行星，还能找到巨行星附带的东西——包括光环和卫星。

开普勒-1708b和开普勒-1625b都是气体巨星，在长周期轨道上比木星大很多。但他们有一些让天文学家非常兴奋的东西:基平和他的研究生发现的关于卫星的有力证据。如果这些卫星存在的话，以我们太阳系的标准来看，它们将是非常不寻常的。这两颗行星的大小和质量都和海王星差不多，如果它们有自己的轨道，那么毫无疑问它们都是行星。

半人马座比邻星(Proxima Centauri)周围的行星

HD 114762 B - HD 114762 B

半人马座比邻星(Proxima Centauri)周围的行星。比邻星是一种小型恒星周围的类地行星。HD 114762 B - HD 114762 B已经不再被认为是一颗可能存在的行星，但在1989年被发现后，它仍然是一个谜，介于一颗行星和一颗更大的被称为褐矮星的物体之间。

这一发现发表在1989年的《自然》杂志上，一些人认为这是迄今为止发现的第一颗系外行星。‘巨行星’这个术语只是抽象的，”Blake说。但是，它的质量还不确定(它也可能是一颗更大的褐矮星)。最近使用盖亚数据进行的分析表明，它可能太大了，不可能是一颗行星。”戴夫·莱瑟姆(Dave Latham)是1989年那篇论文的第一作者。Dave已经(并将继续)有一个惊人的职业生涯，他是系外行星领域的真正先驱。”“他也是一个非常亲切和慷慨的人。”HD 209458 B -在有凌日之前，有径向速度。它通过观察恒星的光谱来发现恒星位置的微小变化，这是由行星对其的牵引引起的。自20世纪40年代以来，天文学家就怀疑凌日法能找到行星，但需要足够灵敏的光度计(测量光的变化)来首先探测到它们，而光度计直到20世纪末才出现。天文学家在使用凌日法之前，首先以径向速度观测了HD 209548b行星，这为其他研究打开了大门。

reference：

https://www.inverse.com/science/5000-exoplanets-nasa-alien-life

https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler-22b

https://www.syfy.com/syfy-wire/raised-by-wolves-could-we-live-on-kepler-22b

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