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有哪些与地球类似的行星呢？

这张图片展示了一个类似地球的行星,从表面上看可能是什么样子的。

假设你站在一个布满了薄雾,具有永恒的日落,怪异的、红橙色的天空下。在辽阔的海洋边缘,地面从水面缓缓升起,被植被覆盖的低地所取代。这些植物在4摄氏度的温度下晒太阳,但它们的叶子并不是绿色的--它们是黑色的,而且是舒张开的,以吸收稀少的能量。

从我们的蓝色家园来到这个世界,一个黑暗的,冰冻的行星。你从低地的山上爬到水边。当你凝视着地平线的时候,你会觉得平常能享受到的五彩缤纷的世界、温暖和阳光是多么地珍贵。然后,你会突然感受到在广袤的宇宙中,自己是多么渺小和微不足道。

尽管如此,这并没有阻止人们去寻找其他的类地行星。由于先进的行星搜寻技术和一些重要的设备,天文学家正在我们太阳系之外找到成千上万的候选者。它们是围绕其他类似太阳的太阳运行的行星-地外行星。科学家们开始清醒地认识到:宇宙可能充满了数十亿个行星,其中一些肯定与地球很相似，至少表面上是。

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类似地球的太空环境是怎么样的?搜寻系外行星的方法开普勒望远镜和系外行星勘测卫星类地系外行星 1.类似地球的太空环境是怎么样的?

开普勒任务探测到的系外行星种群与使用各种方法进行的其他调查所探测到的系外行星种群进行了比较。此图中发现了几个岩石行星黄区。

如果宇宙中存在另一个地球,它会看起来像地球吗?当然,但是找到一个蓝色世界的几率大约是12756公里外,在它的轴线上倾斜了将近24度,这看起来就像要找到猫王的模仿者一样遥远。

当然,只是用观察的,也没什么,天文学家也是这么做的。这就是说不一定是要找到一个完全吻合的,而是一个近似的类地行星。例如,天文学家发现了几个所谓的"超级地球"--比我们的家园稍大的行星。它们比木星或土星都大。

实际上,像木星和土星这样的巨兽-气态巨人,它们不过是由氢、氦和其他气体组成的很大球体,表面很少或没有固体。气态巨人,有着暴风雨般的五颜六色的大气层,也许能提供壮丽的景色,但他们永远也无法造就出宜人的景色。

更小的行星,包括地球和超级地球,更有可能成为生命的孵化器。天文学家把这些天体称为陆生行星。因为他们拥有被岩石地幔包围的重金属。陆生行星倾向于接近它们的主太阳,这意味着它们的轨道较小,因此寿命要短得多。

地球上的行星也更可能位于这个岩石行星区。也被称为可居住区或生命区,岩石行星区是一个行星与其母星距离正好恰当的地区,因此其表面既不太热,也不太冷。所以地球当然在这个区域，而火星是一个寒冷干旱的世界。在这行星与母星两者之间,这些条件都是正好的,这样液态水就能留在地球表面,而不会冻结或蒸发到太空中。现在人们正在寻找另一颗同样类似太阳系中的这样的行星。

2.搜寻系外行星的方法

当一颗行星在观测者的观察下穿过它的太阳时,这一事件被称为一次过境。陆生行星通过时,太阳亮度约1/10000的亮度发生微小变化,持续2至16小时。如果是行星引起的,这一变化必须是周期性的。

最大的问题之一是系外行星。大多数都是太小和太远,不能直接被观察到。我们的地面望远镜无法将遥远的行星当作一个与主太阳分离的点来解析到。幸运的是,天文学家有其他的手段可以利用,他们都要求配备有光度计测量光线的设备、光谱仪和红外相机的精密望远镜。

第一种方法,称为摇摆法 ,寻找由附近行星的引力拖曳引起的太阳相对速度的变化。这些拖曳导致太阳向地球涌动,然后离开,产生周期性变化,我们可以通过分析太阳的光谱来探测。当它涌向地球时,它的光波被压缩,波长被缩短,颜色被转移到光谱的蓝色部分。当它远离地球时,它的光波就会扩散,增加波长,并将颜色转移到光谱的红色侧面。较大的行星加剧了它们母太阳的摆动,这就是为什么这项技术在发现比地球大几倍的气态巨行星方面如此有效。

所有行星都会出现的一个现象是什么?遮挡太阳的光芒。如果一颗行星的轨道穿过它的母星和地球,它会阻挡一些光线,使太阳变暗。天文学家称之为过境 ,这就是搜寻行星技术的过境方法。配备了灵敏光度计的望远镜可以很容易地分辨出大行星,但它们也能捕捉到地球大小的物体所造成的轻微光线变化。

最后,一些天文学家开始使用一种微透镜化。当一颗太阳正好经过另一颗太阳时发生的现象。当这种情况发生时,前景太阳的引力就像放大镜一样,放大了背景太阳的亮度。如果一颗行星绕着前景星运行,其附加重力会增强放大效应。这就证明了这颗星球的存在,否则其他探测技术就看不到它了。

3.开普勒望远镜和系外行星勘测卫星TESS

系外行星勘测卫星TESS观察M矮星与绕轨道运行的行星。

我们之前说过,可居住行星的基本要求是具有岩石表面而不是气体表面、液态水相对于水蒸气和不太热和不太冷的岩石行星区。那么,用什么工具来寻找这些系外行星呢?

最早寻找系外行星的是上世纪90年代的哈勃望远镜。但是NASA寻找太阳系外绕太阳运行的类地行星的第一个任务是于2009年启用的开普勒空间望远镜。开普勒配备了高灵敏度光度计,监测了150000颗行星,它寻找微小的,周期性下降的光线,这是由行星穿过他们的正面所引起的。这种传送技术使开普勒能够识别出 2600颗系外行星，其中包括在它们太阳的可居住区域的12个行星 。其中包括格利斯581c 和开普勒62F。

开普勒任务于2018年结束之后出现了跨地系外行星调查卫星TESS 。TESS的任务是寻找系外行星,也是利用同样的方法。TESS探索覆盖的天空面积比开普勒大400倍,研究太阳的亮度是开普勒的30到100倍。

4.类地系外行星

该图展示了根据现有的关于行星直径、质量和距主太阳距离的数据,行宇宙岛统可能看起来是什么样子。

下面是最令人兴奋的发现-遥远世界中类似地球的行星。

GJ 667Cc

一个国际科学家小组报告了他们发现了GJ 667Cc ,一颗M级矮星,与另外两个橙色矮星相连,距离地球约22光年。天文学家们希望更多地了解以前发现的一个轨道周期仅为7.2天的超级地球GJ667Cb,但他们在观测GJ667Cb时产生了意外的惊喜--GJ667Cc,另一个轨道周期为28天的超级地球。这颗行星舒适地坐落在GJ667C的岩石行星区,接收地球所接收的90%的光。大多数这种光都在红外光谱中,这意味着这颗行星很可能吸收了更高比例的能量。GJ667Cc可能吸收的能量与地球从太阳吸收的能量相同,因此,可能支持液态水和我们所知的生命。 后来的观察发现这个星球非常热,因此还是不太适合居住。

开普勒-452b

开普勒-452B,通常被称为地球的"表亲",是一颗位于地球附近的系外行星。 离我们有1400光年的距离。由NASA望开普勒远镜发现。它是在其太阳的可居住区内发现的第一个近地世界,在那里,条件可能有利于其表面存在液态水。它是开普勒行星：凯普尔-452B，它的直径大约是地球的1.6倍,以类似的方式绕着它的太阳运行,完成一个轨道大约花费385天。这些区域是液态水可以存在于行星表面的区域。

TRAPPIST-1e

TRAPPIST-1e系统, 它是七颗行星围绕着一个被称为"TRAPPIST-1"的太阳运行系统。这个系统位于大约40光年外的地方,激发了人们的兴趣,因为它是迄今为止在我们太阳系之外发现的最大的行星集合。所有七颗行星的轨道都比水星离我们的太阳要近得多,但它们位于太阳的可居住区域内,因此它们的表面有可能出现液态水。这些系外行星,被称TRAPPIST-1b到TRAPPIST-1h,似乎也是岩石。其中一些总是向他们的太阳面向同一面的方向。这意味着,行星的一边是永久的日光和灼热的太阳,而另一边是永久的寒冷的黑暗。 但经过进一步调查,它似乎是这个系统中唯一一个仍然适合生命生长的行星,其余的或者过于接近或者离它们的太阳太远。

GJ1002b 和 GJ1002c

其他可居住区域的行星是GJ1002b和GJ1002c,它们围绕着红矮星GJ1002运行,距离地球约16光年。这些岩石行星的质量和地球差不多.GJ1002b大约需要10天围绕其太阳运行,而GJ1002c只需要21天。

TOI 700e

在2023年初, NASA宣布TESS发现了TOI 700e,这是一颗与我们地球相同大小的行星。虽然它的成分尚不清楚,但科学家推测它可能有一个像地球一样的岩石表面。位于可居住行星区内，也可以使其具有液态水。TOI 700e花了28天的时间绕着它的太阳运行。相比之下,我们的月球绕着我们的地球旋转的时间也是差不多的,但地球并不是太阳。

换句话说,即使有了我们刚才提到的这些信息,距离我们真正探索到称之为"类地行星"的行星还有很远的距离。"但是比如詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的外太空探索任务,它可以观测到系外行星的大气层,也许以后它能告诉我们更多的信息。

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