第二个地球，盘点已经发现的类地行星

大家好，咱们今天来聊一聊第二个地球。2020年4月份的时候，NASA说发现了一颗和地球几乎一模一样的星球，叫做开普勒1649C，这颗星距离地球300光年，它是被开普勒空间望远镜发现的，所以开头叫开普勒。

开普勒空间望远镜是专门用来寻找地外文明的。开普勒空间望远镜是2009年发射升空了，工作了9年之后，在2018年已经退役了，替代它的望远镜也已经发射上去了，叫做零日系外星巡天卫星，叫卫星，其实是个望远镜。开普勒空间望远镜是可见光望远镜，由于是可见光望远镜，所以看不了太远，看不了太多东西，只能看到发光的恒星。

它也主要是用来寻找银河系内部的类地行星。其实按理来说可见光是不适用来发现类地行星的，因为行星是不反光的，它是用一个特殊的方法来寻找行星的，叫做凌日法，因为恒星是发光的，它就一直看着恒星，正常情况下恒星就一直这么亮，但当恒星前面有一个行星经过的时候就挡住一部分光，光线就会发生变化。就意味着有一个行星，虽然这个变化的量非常小，但是它能捕捉到，而且它可以通过这个光线变化的多少，还有变化的时长等来推算出这个行星的质量、直径大小、公转轨道周期、公转半径都能算出来。

这个1649C是在第一次排查中被排除掉的，后来开普勒退役之后，就得到了它上面所有的数据，然后进行手工的排查，才发现了这颗类地行星。所以这个行星的发现是个运气。

今天就给大家介绍几个特别像地球的，第一个就是我们刚才说这个1649C，二零二年发现它的时候，NASA说它是目前为止最像地球的一个，它的大小是地球的1.06倍，几乎一模一样。它从它的太阳接受的光亮大概是地球接受太阳光亮的75%，也就是说它整个白天都像黄昏一样，整个星球的平均温度是零下39度。可能大家觉得这是不是太冷了，其实不是的，因为这个平均温度是根据它的光照量单纯计算出来，没有考虑大气反射、温室的效应等。

如果它有大气层的话温度肯定比预估的高。同样是按照这个方法计算的话，地球的平均温度是零下18度，是不是就觉得这个零下39度没有很冷了，而因为有了大气层存在，地球的实测的平均温度是零上15度左右，也就是说算出来的值和实际温度差了33度，而这个星球上如果有大气加33度的话，那就靠近 0 度左右了，非常适宜生存，比地球凉爽很多。它所在的位置也在它的恒星的适居带上。顺便说一下，从严格意义上来说，整个太阳系里边，在适居带上的星球只有两个，就是地球和月球。火星并不在适居带上，所以它的环境有可能比火星要好。

当然了，前提是它上面真的有大气，如果没有大气，它有可能就跟月球一样，即使在适居带上也不会有生命存在。而且目前还知道一个情况，就是它的公转的轨道内部还有一个岩石星球，跟它差不多大，这个情况也跟地球差不多。地球有个金星，跟地球差不多大，这个情况是完全一样，它里边这个岩石星球对它的轨道稳定起到非常大的作用，轨道越稳定的话，它上面就越可能有生命，以上就是它非常类似地球的几点。

除了这个1649C之外，NASA也发现了其他的一些类地行星，比如说开普勒438B，这是2015年1月6号发现，距离地球470光年，比刚才的稍微远一点。它的地球相似指数达到0.88，这个地球相似指数是用来衡量一个星和地球有多相似的一个指数，主要是用半径、密度、逃逸速度，表面温度再配以权重计算得来的。这个指数会落在0-1之间，越靠近1越像地球。

这个438B也是个岩石星球，比地球大12%。它围绕着一个红矮星近距离旋转。有多近呢？大概是水星和太阳之间距离的一半，但是由于它这个红矮星特别微弱，发射光并不强烈，所以它表面上温度并不高，它也在这颗红矮星的适居带上，经过计算，它的表面平均温度是零上三度，极有可能有液态水。所以在2015年刚一发现这个行星的时候，NASA认为它是当时最适宜生命生存的一颗行星。

目前寻找适宜生命生存的行星有几个条件，其中最重要的就是要有液态水，而且水不能少，最好是像海洋那种感觉。但是很遗憾的是，这个行星发现了十个月之后，研究小组发现这个行星可能上面不会有生命。因为它的太阳每过100天左右就会爆炸一次，发出强力的太阳风，它距离那个恒星又特别的近，这么强太阳风这么近的距离，上面如果有水的话就被吹干了，大气也被吹没了，没有大气的话它上面所有的生命都会暴露在紫外线下，就死了，最终就变成和水星差不多了。

下一个就是比邻星b，这是距离我们最近的一个类地行星，距离只有4.2光年，2016年8月份，欧洲南方天文台宣布说在比邻星的周围发现了一颗类地行星，命名为比邻星b。这个比邻星b比地球大30%，地球相似指数达到0.87，这个星也在比邻星的适居带上。

比邻星是一个只有太阳十分之一大小的红矮星，光线非常微弱，所以即使它离我们非常的近，我们从地球上用肉眼或者普通的望远镜是看不到的，由于它离比邻星非常的近，所以它的公转周期也非常的短，只有12天不到。也因为它离恒星特别的近，所以它很有可能已经被潮汐锁定，就是它有一面永远对着这个恒星，像月球一样，这样的话就不太利于生命的生存，但是也有机会，就是它一面亮一面暗的话，在这明暗交界这个地方有可能特别适宜生物生存。

下一个凯普勒452B，是NASA2015年发现的，距离地球1400光年，和地球的相似指数达到了0.84，它的半径是地球的1.6倍，地表的重力也是地球两倍，它的太阳比我们的太阳也稍微大一点点，公转轨道略大于地球，一年385天，推测它的地表平均温度是零下12度。如果上面有大气的话，就像地球这样大气，它的温度就应该是零上20度左右。

由于它的环境太适合生存，所以自从发现这个行星，就一直用艾伦望引镜阵来观测这个行星，试图从它上面接受到非自然的无线电信号，就是它的环境太好了，很有可能有高智慧的生命，那它就有可能发出无线电信号。此外詹姆斯韦伯望远镜也有计划对它进行更加准确的观测。但是这颗星距离我们1400光年，也就是说它上面就算是有无线电信号，我们接触到它也需要1400年，我们把这个信息还回去也需要1400年，所以基本上不能够沟通。

再来说两个，凯普勒62E和62F，这是在同一个星系里的两颗类地行星，距离地球1200光年，62E的半径大概是地球的1.6倍，62F是地球的1.4倍，都是岩石星球。目前发现这凯普勒62星系中总共有5颗行星，里边有四颗都和地球差不多大，其中e和f在适居带上，推测62E的表面平均温度是零下3度,62f是零下65度，所以62E更适合生存。

根据模型推测，这两个星球上很有可能有大面积的海洋，甚至这个62F有可能整个被海洋覆盖，所以如果有生命的话，应该都是水系生命。而且现在通过探测，基本上确定62亿上面是有比较厚的云层，也就是有大气，所以它的表面温度会非常适合生命诞生。

62E的地球相似指数达到0.83，而62F是0.69，大家注意这62E和62F都比地球大一点点，但又不会大太多。这种在天文学上叫做超级地球，就是大个的地球，因为质量大，就有可能拉住大气，但是又不能太大，如果太大，所有东西都会被重力钉在地上动不了。而且重力会拉住周围的一些陨石碎片等各种东西在这旋转，就看不见外面，像木星一样全是浑浊的大气。相反，如果星球小了也不行，星球小的话，重力小拉不住大气，而且一跳就跳到宇宙里了，这就不好办了。所以通常愿意找地球稍微大一点点的，超级地球这种就比较好。

下一个，TRAPPIST-1e，这个不是开普勒望远镜发现的，是TRAPPIST发现的。距离地球20光年，相似度0.86，它是一个地面望远镜发现的，是智力拉西拉天文台的一个叫做凌星行星及圆行星小望远镜发现的，这个行星所在星系有一个特点，就是它有七颗行星，七个都跟地球差不多大，由于它们的太阳特别的小，所以这七颗行星都距离他们太阳特别的近，最远的一颗也只有水星距离太阳距离的三分之一。由于它们的太阳很弱，所以即使距离这么近，这几个星也不是很热。

其中def三颗星在适居带上，特别是e，它上面如果有大气的话，地表平均温度在15度左右。不过它有一个大问题，就是它绕它的恒星旋转速度太快了，一年只有6天，所以它也有可能被锁定，一旦它被潮汐锁定的话，它也只有那条缝，也就是光暗的交界线可以居住了。

寻找这种适居星球第一要素是水，第二要素就是它的公转轨道大小，最好像地球的远近，太近的话就容易被锁定，太远的话离太阳太远就容易冻上。还有就是它这个公转轨道一定要是圆的，它如果是椭圆的话，它就会忽远忽近，一会冷一会热，这也不行。

最后介绍一个非常特别的，就是目前发现和地球相似指数最高的一颗星，刚才说0.88最高，这个其实是最高，但是还没确定，所以暂时命名是KOI-4878.01，它和地球相似指数是0.98，距离地球1075光年，这个行星也是开普勒望远镜发现的。它和地球有多像？首先，它的太阳就和我们的太阳几乎一样，亮度也差不多，大小也差不多。其次，它的半径和地球的半径几乎一样大，1.04倍，稍微大一点点。它距离太阳的距离和我们距离太阳的距离也几乎一样远。所以它从它太阳上接受的光亮，和我们几乎也是一样，它的地表平均温度零下15，地球零下18，几乎就是一样的。结合着所有的数据一算，相似度就达到惊人的98%。但是它的数据目前没有确定，需要进行人工确定。

刚才给大家介绍一些类地行星，都是从这个行星本身出发，介绍它有多么像地球。但其实星球本身是否适居还有很多外部的条件需要考虑。比如说太阳的寿命，就是说环境再好，再像地球，如果它的太阳寿命太短，没几天就爆炸的话，那上面也不会诞生生命，必须是能够稳定存在几十亿年甚至几百亿年这种恒星最好。

还有就是要有一个合适的卫星，就像月亮一样，刚才都说这个行星长什么样，但是它周围如果没有一个好的月亮也不行。月亮对地球生命的诞生起到至关重要的作用，因为月亮的引力拉住了地球，让地球的自转速度变慢，如果这个星自转速度太快的话，上面就会产生暴风，不适于生命的诞生。而且由于月球潮汐力作用，让地球内部的铁水流动起来，于是才有了地磁，让大气免于被太阳风吹散。就说要想有生命的星，必须有一个热的内核，就是它本身得是活着的，像月亮火星那种已经冷却的星球上面就不可能有生命了，所以考虑到这些外部条件，就会觉得我们刚才介绍这些类地行星，不管它有多么像地球，它也只是像而已，想要成为第二个地球还是很难的。

其实开普勒望远镜这个探索计划开始之前，天文学家普遍比较乐观，想找一个类似地球的行星应该不难。毕竟银河系里就2000亿恒星，每个恒星周围都可能有几个行星，也就是说银河系里边就有可能有上兆个行星，从上兆个行星里找一个和地球差不多应该不难，但是现在天文学家普遍认为几乎没有可能找到第二个地球，所以地球很有可能就是这宇宙里独一无二的，我们也有可能是这个宇宙中独一无二的。

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