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3f7ee5de93e1d165f1fabcc2513900f0 天文學家發現第一顆大小和地球非常相近,而且位在其母恆星適居區(habitable zone)內的系外行星;這表示如果這顆行星是岩質行星,而且表面有水,則能以液態水的方式存在於行星上,這對生命生存發展是非常有利的狀況(但這不代表天文學家證實在這顆系外行星上發現外星生命)。因此這項發現讓天文學家朝著找到第二顆地球的目標又邁進了一大步。

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Kepler-186位在天鵝座方向,距離地球約500光年,其母恆星是顆溫度比太陽還低的M1型紅矮星,大小和質量都僅有太陽的一半左右。其周圍的行星最初是由克卜勒太空望遠鏡(Kepler Space Telescop)以凌日法(transit)發現,但當時僅先列為「系外行星候選者」,之後必須利用地面望遠鏡做光譜或其他觀測,才能確定這顆行星是否真的存在,以及其物理性質為何。

SETI研究所兼美國航太總署(NASA)Ames研究中心的天文學家Elisa Quintana等人,利用位在夏威夷的凱克天文臺(W. M. Keck Observatory)10米凱克2號望遠鏡和雙子天文臺(Gemini Observatory)8米雙子北望遠鏡,對Kepler-186的行星系統進行追蹤監測,以確認它周邊的行星概況,避免可能是背景遙遠恆星或鄰近伴星造成的誤會。

▲整個Kepler-186系統的動態模擬畫面

根據Quintana等人最新觀測分析結果,Kepler-186現在已確認的行星共有5顆,分別為b, c, d, e, f。其中Kepler-186f的直徑是地球的1.1倍,而且位在母恆星周圍的適居區內,繞母恆星公轉一周約130天。雖然已經確知Kepler-186f的大小,但目前還不清楚Kepler-186f的質量和組成成分為何,然而根據以往的經驗,這般大小的系外行星基本上是和地球一樣的岩質行星。此外,它所接收到的母星能量,僅有地球接收到太陽能量的1/3而已,在Kepler-186f表面的正午看到的母恆星,大概相當於地球上所見落日前一小時的樣貌;但即使如此,它的位置卻是落在母星適居區較外側之處,對不斷尋找是否有另一個適合生命生存發展之處的科學家而言,這是個很重要的特點。

目前已知位在其他恆星適居區內的系外行星,直徑一般比地球大40%以上,其中和地球最相似之系外行星的「前冠軍」是Kepler-62f,即比地球大40%;相較之下,Kepler-186f比這些都還更與地球近似。不過,這些天文學家寧可稱Kepler-186f為「地球表親(Earth-cousin )」,而非「孿生地球(Earth-twin)」,因為畢竟與地球還是有所差別。

Quintana等人採用的是散斑干涉成像(speckle imaging)配合自適應光學(adaptive optics,AO)的技術來獲取極高空間解析度的影像。這些資料足以讓他們排除背景恆星干擾的因素而證實克卜勒觀測到的系外行星證據。其中,雙子北望遠鏡的散斑干涉影像可直接拍到距離母星約4AU以內的狀況,也證明在此距離內沒有恆星大小的天體與Kepler-186互繞。配置AO的凱克2號望遠鏡觀測視野比雙子北望遠鏡大,極限星等也比雙子北望遠鏡暗,但同樣獲得相同結論。這些探測都讓Quintana等人吃下定心丸,顯示克卜勒偵測到的確實是一顆地球級系外行星。

Kepler-186周圍共有5顆行星,其中b, c, d, e四顆行星位在f的軌道之內,其直徑均小於地球的1.5倍,公轉週期都相當短,各為4, 7, 13和22天,且因很接近母星而使表面溫度很高。

資料來源:2014.04.17, KLC

本文轉載自臺北天文館/網路天文館

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