克卜勒-186f

克卜勒186f（英語：Kepler-186f）是一顆環繞紅矮星克卜勒186的太陽系外行星，距離地球約492光年。該行星是第一顆在太陽以外恆星旁發現的適居帶內半徑與地球相若的系外行星。NASA 的克卜勒空間望遠鏡以凌日法偵測到克卜勒-186f和另外4顆距離母恆星更近，且半徑都稍大於地球的系外行星。天文學家耗時3年分析資料找到了克卜勒-186f存在的訊號，最初於2014年3月19日在研討會上報告這項發現，並且在當時有部分細節在媒體上報導。相關發現的論文發表於期刊《科學》後不久於同年4月17日向社會大眾全面公開。

基本介紹

• 中文名：克卜勒-186f
• 外文名：Kepler-186f
• 母恆星：克卜勒186
• 星座：天鵝座
• 赤經：(α)     19h 54m 36.651s
• 赤緯：(δ)     +43° 57′ 18.06″
• 距離：     492 ly (151 pc)
• 半徑：(r)     1.11 R⊕
• 半長軸：(a)     0.356 AU
• 公轉周期：(P)     129.9459 d
• 軌道傾角：(i)89.9°
• 發現時間：2014
• 發現者：NASA
• 發現方法：凌日法
• 其他名稱：KOI-571.05
• 別名：紅月亮、月球光面

發現者

這個被命名為克卜勒-186f(克卜勒-186f)的行星是由美國宇航局(NASA)的克卜勒太空望遠鏡發現的。

恆星系統與太陽系的比較（示意圖）

星體特徵

克卜勒-186f不僅大小與地球相似，而且與所環繞的恆星距離也剛剛好，使其地表有可能存在液態的水。這顆行星的各種特性，使其可能擁有與地球相似的特徵。克卜勒-186f是其恆星星系中最外圍的一顆行星，處於宜居區的邊緣，這意味著其表面溫度可能過低，水有可能結冰。這個行星位處適於居住區域，但不意味著它就真的適於居住，這個行星是地球的表親，但還稱不上雙胞胎。

星體數據

這顆行星位於天鵝座(Cygnus)，大小約為地球的1.1倍，距離地球約500光年。它與其所環繞的恆星距離不太近也不太遠。

克卜勒-186f圍繞著只有太陽質量一半的紅矮星運動。雖然之前也曾經在“宜居帶”內發現過一些行星，但他們的體積相對都比較大，最小的也比地球大40%。相比之下，“克卜勒-186f”更類似於地球。“克卜勒-186f”每隔130個地球日繞中央恆星公轉一周，獲得的能量僅為地球從太陽獲得能量的三分之一。科學家表示，行星位於“宜居帶”上並不一定意味著適宜生命生存，上面的溫度還強烈依賴於其大氣層的組成成分。“克卜勒-186f”可看做地球的堂兄（Earth-cousin）而不是孿生兄弟（Earth-twin）。雖然天文學家已經知道“克卜勒-186f”的體積，但是其質量和組成還是未知的。根據之前的研究經驗，這顆行星很可能是岩石行星。

軌道性質

克卜勒-186f的軌道周期為129.9天，其軌道半徑是地日距離的36%；因此在這個距離無法確認它是否被母恆星潮汐鎖定。因為母恆星的光度並不高，克卜勒-186f接收到的輻射通量只有地球的32%。該星球位於適居帶中，但位處其邊緣，與太陽系當中的火星位置類似。

質量密度組成

克卜勒-186f的半徑較地球大約11%。其質量、密度與位置未知；如果該星球全由鐵組成，質量預估0.32M_⊕─3.77 M_⊕（全為水或凍的狀態）；如果組成與地球相近（1/3鐵、2/3矽組成的岩石），質量有可能會是1.44 M_⊕。由氫和氦組成的厚重大氣層被認為不可能在半徑小於1.5R_⊕的行星形成。年輕的紅矮星輻射的極紫外線量遠高於年老紅矮星，因此行星的原始大氣可能會在紅矮星輻射大量極紫外線時遭到光致蒸發，使大氣層中大量的氫和氦經由流體動力質量流失被剝離。

協會調查目標

截至2014年4月17日，天文學家嘗試使用艾倫望遠鏡陣接收來自克卜勒-186f的無線電波約1個月的時間，但是在這期間並未接收到任何被認為和外星智慧生命科技相關的訊號。然而，如果輻射源是輻射各同向性，這樣的電波就需要至少阿雷西博天文台10倍接收能力的望遠鏡才能接收到。

發現意義

NASA的天體物理學部門總監保羅·赫茲(Paul Hertz指出，發現克卜勒-186f，是找到像地球一樣的星球的重要一步。

星體知識

宜居帶（habitable zone）是指行星距離恆星遠近合適的區域，在這一區域內，恆星傳遞給行星的熱量適中，既不會太熱也不太冷，能夠維持液態水的存在。除了“克卜勒-186f”之外，該恆星系統還包括其它的四顆行星，它們分別是：克卜勒-186b、克卜勒-186c、克卜勒-186d、克卜勒-186e，但都離中央恆星太近溫度過高，不在“宜居帶”內。

研究歷史

NASA（美國航空航天局）的克卜勒太空望遠鏡（Kepler Space Telescope）獲得重大進展。天文學家已經通過高度複雜的技術證實太陽系以外存在近1000顆行星，不過其中大部分都是像木星一樣的氣態巨行星，大氣層可能有毒性，周圍的環境不是太熱就是太冷，不適合液態水和生命體存在。　而科學家經過測算克卜勒-186f的質量和密度，證實其符合岩石行星的描述。該星球圍繞著紅矮星克卜勒-186f運轉，其半徑估計是地球半徑的1.1倍，星球上擁有良好的大氣環境，處在適合液態水存在的“宜居帶”，那一區域對生命體來說不太熱也不太冷，很接近地球的環境。
紅矮星克卜勒-186f距地球500光年，克卜勒-186f的軌道與水星相似，對於液態水來說過熱，但是紅矮星一般比太陽小，且溫度沒那么高，而克卜勒-186f又處在其恆星的宜居帶外緣，所以液態水可能存在。若液態水真的存在，那么部分水可能在一段時間處於冰凍狀態。

克卜勒-186f星球上是否有地表水，仍不得而知，有液態水存在可能性也並不意味著一定就有水。而且NASA所謂這顆行星處在“適於人類居住環境區間”並不是說它真的完全像地球一樣可任意孕育生命。其適宜居住性實際也處在人類可接受範圍的邊緣：比如說該行星繞恆星運行一周的時間大約為130天，從恆星獲得的能量也僅相當於地球從太陽獲得能量的1/3。NASA也說克卜勒-186f星球上白天最亮的時候，大約也就相當於地球上落日前一小時的亮度。
科學家Thomas Barclay表示：“克卜勒-186f可以說是地球的表親，但和地球仍算不上雙胞胎。它在很多方面和地球都有相似之處。”他說，這顆行星雖然理論上似乎有適於居住的基礎，但可能相比地球，其表面更暗也更冷，確切溫度還得取決於其周圍的大氣。另一方面從其距離地球500光年的距離來看，以人類現有的科技，要趕往克卜勒-186f恐怕也有些不現實——看樣子地球仍是宇宙中最大的奇蹟啊。
奎因塔納表示：“M型紅矮星是數量最多的恆星。銀河系中最初的生命跡象很有可能就會來自圍繞一顆紅矮星運行的系外行星。”
克卜勒-186f的公轉周期是130天，其接收到的熱量值大約是地球從太陽那裡接收到的相應值的1/3，這就使其位於宜居帶範圍的外側邊緣。
在克卜勒-186f的正午時分站在地表向上看，這裡天空中的“太陽”的亮度大約僅相當於我們地球上太陽即將落下時候的感覺。
美國航空航天局埃姆斯研究中心下屬灣區環境研究院的研究科學家，有關《科學》雜誌論文的合著者托馬斯·巴克萊(Thomas Barclay)表示：“這顆行星位於宜居帶這一事實並不代表我們確定這顆行星本身就是宜居的。這顆行星地表的實際溫度在很大程度上取決於它擁有何種大氣層。”
他說：“因此克卜勒-186f或許可以被視作是地球的堂兄弟，但不是雙胞胎。但它的確在很多方面都和地球很相似。”
克卜勒-186系統中的另外4顆成員是：Kepler-186b、Kepler-186c、Kepler-186d以及Kepler-186e。圍繞它們的“太陽”的公轉周期分別是4天、7天、13天以及22天，這樣近的軌道距離讓它們的地表溫度太高，生命無法在這樣的環境下存活。這4顆距離較近的行星的大小也都在地球的1.5倍以下。
接下來的工作將包括接著搜尋真正的“地球雙胞胎”，即那些地球大小，且在宜居帶中圍繞一顆與太陽相似的恆星運行的系外行星，並且要測出它的化學成分。
克卜勒空間望遠鏡是美國航空航天局首台擁有觀測地球大小系外行星的探測設備，在其運行期間對超過15萬顆恆星周圍進行了搜尋。
美國航空航天局埃姆斯研究中心主要負責克卜勒空間望遠鏡的地面系統的開發，任務操作以及科學數據分發。JPL則負責整個克卜勒項目的開發工作。科羅拉多州的鮑爾宇航技術公司開發了克卜勒空間望遠鏡的飛行系統並與科羅拉多大學合作，對任務操作和控制提供支持。