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科學家是如何判定開普勒452就適合人類移居的?

截止2028年5月,人類已經發現了3767顆系外行星。其中的77%是通過淩日現象發現的。這些行星幾乎全部都在銀河系以內。開普勒太空望遠鏡用淩日法大約發現了18000顆地外行星的候選者,其中有262顆可能存在於恒星的宜居帶之中。相信經過壹段時間的確認,系外行星的數量會大幅增長。

圖:開普勒望遠鏡,它的主要任務就是發現和研究系外行星

當系外行星經過地球與恒星的連線時,會遮擋住壹部分恒星的光芒,造成恒星的視星等下降0.01%。這種方法的靈敏度很高,能夠發現用其他方法(徑向速度法等)觀測到的大行星質量1/30~1/600的較小行星。這些行星和地球差不多大。

通過淩日法能夠大致估算出系外行星的半徑(遮擋了多少光線)。再結合徑向速度法就能估算出系外行星質量大小和軌道參數。

當壹顆行星繞著恒星公轉時,會導致恒星在壹定範圍之內有規律的移動。這樣的移動會導致恒星光譜的紅移或者藍移。這就像火車迎面開來時汽笛的聲音會變得尖銳(聲音波長縮短),遠離我們時汽笛聲音會變得低沈(波長增加)。這就是開普勒效應。

利用開普勒效應可以檢測哪怕只有1米/秒的速度變化。這樣就可以測算出行星的大概質量。

通過分析行星的光譜,我們還能知道行星大氣的化學元素。

開普勒452b就是開普勒望遠鏡利用淩日現象發現的壹顆與地球非常相似的行星之壹。

開普勒452b圍繞著開普勒452恒星運行。通過這個名字可以看出,它是在這顆恒星處發現的第壹顆行星(從b開始編號)。開普勒452是壹顆與太陽相似的恒星,它的質量是太陽的1.04倍,半徑是太陽的1.1倍,年齡大約有60億歲,比太陽大了15億歲。這使得它的光度是是太陽的1.2倍(恒星年齡越大、質量越大,光度就越強,太陽每過10億年光度就增加約10%)。

開普勒452b離地球大約為1400光年,以目前人類最快的探測器~新視野號的速度到那裏,需要2580萬年才能到達。

圖:開普勒452b(右)與地球(左)的比較

據觀測,開普勒452b的直徑比地球大60%,體積是地球的5倍,地表的重力是地球的兩倍。離恒星的距離大約是1.05個天文單位(地球是1天文單位)。公轉壹周需385天。它大約處於恒星的宜居帶上。可能存在著液態水,這也意味著它可能存在生命。使用地球相似指數衡量,它是第6個最像地球的行星。

不過它離地球實在是太遠了,等我們擁有遠航到那裏的技術時,它可能已不再適合人類居住了:開普勒452恒星正在走向死亡,它的光度會不斷提升,這樣就會烤幹整個行星,使它不再適合人類居住。地球同樣如此,大約在10億年後,地球就會遭受同樣的命運。

首先可以肯定的是,這顆行星確實存在,而且它的諸多指標很接近地球。(歡欣鼓舞)這壹切歸功於開普勒天太空望遠鏡的功勞。

科學家把這顆行星的恒星系統叫做開普勒452系統。而且開普勒452b是該行星系統中唯壹可以觀測到的行星。它的體積比較大,大概是地球的4~5倍。上面的重力大概是地球的兩倍。初步斷定它和地球的構造類似,是壹個不折不扣的巖石體。而它所圍繞的恒星,總體來說體量和太陽差不多,也許會比太陽大壹些。亮度也會更亮壹些。(大概15%~20%的樣子。)看到這裏我們似乎歡欣鼓舞,也許直接坐著飛船就“嗖”的飛過去了。不好意思,我要提醒壹下大家的是,我們的太陽距與開普勒452系統恒星間的距離大概有1400光年。也就是說坐光速飛船也要1400年。 這些時間足以讓人類文明再持續進化1/3了。(所以我們看看,過過眼癮就好了。)

像類似於開普勒452b的行星,我們已經發現了很多。記得很早以前是通過哈勃望遠鏡,其後是開普勒太空望遠鏡。迄今為止我們認為有可能存在“生命”的宜居行星,篩選下來大概有不到300顆。

迄今為止我們所尋找的宜居星球的標準,幾乎就是在尋找地球的孿生兄弟。首先是要有空氣,大量的水和適宜的壓力和引力。這樣我們尋找下了壹大圈篩選出來的,可能完全都是作為地球的替代品!換句話說,我們都是按照碳基生命的生存條件,在找所謂的“宜居星球”。但這也難怪,我們從來都沒有踏出過太陽系,甚至在太陽系內部也沒有進行徹底的勘察。(太陽系內我們完全沒有發現其他任何形式的生命)其他形式的生命體及其所在的生存環境,對於我們來說,完全是壹個未知數。我們既無法證明人類是宇宙中唯壹的生命體,也不能證明,碳基生命形式是宇宙中獨壹無二的生命形式。

所以現在所有的宇宙 探索 活動,我們都可以將其看做是拓展人類的眼界和補足知識所進行的學習……

我先給結論吧,科學家目前沒有判定宇宙中任何壹顆行星,適合人類移居,包括這個開普勒-452b在內。

首先,我們從名字就可以分析得到,這顆行星是由天文望遠鏡——開普勒發現的,然後加個編號——452b,代表這是發現過的很多顆之壹。

開普勒望遠鏡是壹臺放到太空中的光學望遠鏡,它的觀測精度以人類目前的 科技 實力來看,是非常了不起的,據說可以讓大家輕松看到月球上壹根火柴的亮度。

但我們這次要觀測的是壹顆類地行星,而不是恒星,行星不會發光,雖然開普勒已經很牛了,但是也絕對沒有牛到可以直接看太陽系外行星的地步,我們是通過淩日現象,來觀測“開普勒-452b”的。

“淩日現象”簡單的說,就是行星繞著恒星旋轉,繞到前面就會把恒星的光擋住壹部分,理論上我們觀察恒星就會暗壹點點。 然後我們可以根據光線變化的周期計算行星的軌道半徑,根據光線變化的強度計算行星的大小。

而目前開普勒望遠鏡,就可以觀察到如此細微的光線變化!遺憾的是,這就是所有的信息,其他的參數和可能性?我們靠猜。

如果我們要直接拍攝,其實也不是沒有辦法的,原理上來說,只要讓望遠鏡的照片上的壹個像素對應它的分辨率就好了。計算過程太長我就省略了,這麽說吧,我們需要壹臺比目前開普勒望遠鏡大壹百萬倍的望遠鏡。我們就可以直接把這個星球拍成壹個1個像素的圖像。

簡而言之,僅僅顯示壹個像素點,開普勒望遠鏡得升級到望遠鏡口徑1000公裏大小吧。

好了吧,我前頭說了這麽多,就別問我這個問題了,妳就看著壹個影子,就想上天了不成?哪有這等好事。

搞個相親大會,好歹得描述壹下相貌體態特征吧,妳連壹個像素的照片也給不了,還特麽是影子,妳問我,這小妞長得漂亮嗎?

所以,根本不會有科學家告訴妳這個可以移居。論移居程度,它也排不上號,火星都比它要靠前。

地球只有壹個,好好愛惜吧。別老想著跑路,目前沒路可跑。

我是貓先生,感謝閱讀。

2015年7月開普勒太空望遠鏡在天鵝座方向1400光年外發現了壹顆G型主序星,亮度超過太陽20%,質量超過太陽4%,60億歲。

單看這顆恒星表面數據的話並不是很稀有,但天文學家意外的發現該恒星有壹顆位於宜居帶內的行星,也就是我們所說的開普勒452b。

盡管該行星最初被人們冠以“超級地球”的美名大肆宣揚,但以地球相似指數來看開普勒452b不過是第六個最像地球的系外行星,目前第壹像的是開普勒438b,而且還有另壹顆相似度達到0.98的KOI-4878.01還沒有被正式確認存在。

開普勒452本身只是壹個恒星,並不適合人類居住,真正有可能宜居的是它的行星開普勒452b,大家千萬不要把這兩個天體搞混了,不過以目前的技術水平需要2580萬年才能到達開普勒452b,所以相當長的壹段時間內開普勒452b都只是壹個象征。

不論是哈勃望遠鏡還是開普勒太空望遠鏡都無法看到行星和恒星的細節,只能通過分析光譜等被動方法確定其質量以及和可能存在的大氣,因而開普勒452b有可能並不適合人類居住,畢竟它的母恒星開普勒452光度是太陽的1.2倍,這意味著開普勒452b上有可能草木生煙。

我們的太陽隨著時間的推移亮度也會增加,若幹億年後的地球海洋就會被太陽蒸發,太陽系宜居帶也會因為亮度增加而向火星軌道甚至是木星軌道移動。

在如今的觀測手段限制下聲稱某顆行星適合人類居住是很不負責任的行為,跨越數千光年的觀測本身精確度就很低,且看到的也只是目標數千年前的狀態而非實時狀態。

相比遠在數千光年外的系外行星,我們太陽系內部就有許多可供改造的新世界,從近在咫尺的月球火星到遠壹點的木星和土星的衛星,這些太陽系內的巖石星球大多數都擁有水資源和大氣層,是未來人類殖民開發的理想目標。

美國航空航天局於2015年7月證實,開普勒太空望遠鏡在該恒星附近發現壹類地行星,即開普勒452b。該行星位於系統的宜居帶內,這也是目前開普勒452系統中唯壹被證實存在的行星。

這顆新的行星有壹個385天的軌道,可能是壹個巖石體,比地球略大,半徑是地球的1.63倍,表面引力是地球的兩倍。軌道上的G2型恒星距離地球1400光年。

這顆行星和他的恒星也和地球和太陽壹樣,不過它的恒星要比太陽大壹些,亮度也要比太陽亮20%左右,年齡超過15億年,雖然開普勒-452b是開普勒發現的最接近我們的地球 - 太陽系的類似物,但它的進化可能還在繼續。和我們地球未來結局壹樣,因為太陽耗盡了它的燃料,擴展並演變成壹個紅巨星。

總結:所以說我們不要把希望寄托在這顆行星上,因為它的恒星超過了15億年,所不準和太陽的年齡相當,如果這樣的話,當太陽變成了紅巨星,我們地球也就不存在呢,那開普勒452也是壹樣的道理!

科學家是如何判定開普勒452b是宜居的?

截至到去年5月份為止總***發現了3767多顆系外行星,其中有262顆可能位於恒星的宜居帶。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!但我們只關心壹個問題,這些位於宜居帶的行星都宜居嗎?橫跨如此遙遠的距離,是用什麽方式來證明這些行星是宜居的?

開普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!

壹、開普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壹樣不能,只能通過直接的淩星法或者間接的多普勒頻移方式來發現行星!

1、淩星法很簡單,當行星經過恒星與地球之間時就會遮擋恒星,那麽在望遠鏡的CCD上就會產生壹個波谷,淩星後光通量下降,這是檢測行星淩星的重要依據!但卻有壹個問題,因為淩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淩星,而且繞行壹周才壹次!因此無論是開普勒還是TESS望遠鏡,唯壹要做的工作就不斷拍照拍照拍照……

TESS望遠鏡發現有光變的恒星,當然只是初步篩選,如果要獲得證實,那麽需要反復觀測,直至確認淩星,這是壹個繁瑣而已無聊的工作,幸虧開普勒和TESS不會抱怨!

2、多普勒法 在行星靠近和離開恒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恒星是否有行星!但這個方法效率比淩星法更差,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!

要提醒壹下的是,到現在為止77%的系外行星都是通過淩星法發現!

二、如何來衡量行星是否宜居?

其實必須要說明壹下的是,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

只要知道對方恒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,那就是另壹回事情了!

那麽開普勒452b有哪些參數支持是壹顆宜居行星呢?

1、開普勒452是壹顆G型光譜的恒星,與太陽類似,質量大約是太陽的1.037倍!

2、開普勒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,簡直就是壹個地球公轉太陽的翻版!

以上參數可以通過淩星法計算,而且準確性極高!這是否表示開普勒452b就是壹顆宜居行星呢?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壹個結果,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!假如有開普勒452b有文明級別與我們類似,那麽他們也能觀測到地球和火星的淩星,壹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開普勒452b上有液態水嗎?

現在獲得的參數我們可以了解如下數據:

因此我們只能判定,開普勒452b只是可能有液態水存在的條件,但卻並不壹定有水!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!

有壹顆太陽,距離跟地球和我們的太陽接近這是最主要的判定,還有就是開普勒這顆星球跟地球壽命也差不多,其他的暫時不詳

因為妳去不了,所以妳也反駁不了

科學家有說海市蜃樓宜居嗎?

猜測,凡是關於宇宙方面的事,都是猜測!