主標(biāo)題翻譯：在早期美國(guó)宇航局開普勒數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)與地球大小相似且可居住行星——開普勒1649c

圖片為開普勒-1649c圍繞其核心紅矮星運(yùn)行。?

這顆新發(fā)現(xiàn)的系外行星位于其恒星系的可居住區(qū)，也是大小和溫度最接近地球的系外行星。?

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/艾姆斯研究中心/丹尼爾·魯特

一個(gè)跨大西洋科學(xué)家小組，對(duì)美國(guó)宇航局開普勒太空望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)重新分析后發(fā)現(xiàn)了一顆地球大小的系外行星。該行星在其恒星系的可居住區(qū)運(yùn)行，且周圍有一顆巖石行星來(lái)保障星球的液態(tài)水狀態(tài)。

科學(xué)家在查看開普勒的舊觀測(cè)結(jié)果時(shí)發(fā)現(xiàn)了這顆名為開普勒-1649c的行星，開普勒望遠(yuǎn)鏡已于2018年退役。雖然以前使用計(jì)算機(jī)算法錯(cuò)誤地識(shí)別了它，但研究人員在重新查看開普勒數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行了第二次查看，才將其識(shí)別為行星。在開普勒發(fā)現(xiàn)的所有系外行星中，這個(gè)遙遠(yuǎn)的世界——距離地球300光年——在大小和估計(jì)溫度上與地球最相似。

這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的星球只有地球1.06倍大。此外，它從主星接收的星光量是地球從太陽(yáng)接收光量的75%，這意味著系外行星的溫度可能也與我們的行星相似。但與地球不同的是，它圍繞一顆紅矮星運(yùn)行。雖然在這個(gè)系統(tǒng)中沒(méi)有觀測(cè)到任何恒星，但紅矮星因恒星爆發(fā)而聞名，而星球爆發(fā)可能使行星的環(huán)境對(duì)任何潛在的生命構(gòu)成威脅。

美國(guó)宇航局華盛頓科學(xué)任務(wù)局副局長(zhǎng)托馬斯·祖布琴（Thomas Zurbuchen）說(shuō)：“這顆遙遠(yuǎn)的星球耐人尋味，且給了我們更大的希望去發(fā)現(xiàn)位于恒星之間的第二個(gè)地球。隨著科學(xué)界尋找類地行星能力的日益提高，開普勒和我們的系外行星探測(cè)衛(wèi)星 （TESS） 等任務(wù)收集的數(shù)據(jù)將繼續(xù)產(chǎn)生驚人的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

圖為開普勒-1649c與地球的對(duì)比圖，直徑僅為地球的1.06倍

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/艾姆斯研究中心/丹尼爾·魯特

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關(guān)于開普勒-1649c，仍然有很多未知數(shù)，比如其大氣層，這可能會(huì)影響星球的溫度。目前對(duì)行星大小的計(jì)算有明顯的誤差幅度，當(dāng)然在觀測(cè)如此遙遠(yuǎn)的天文學(xué)研究物體時(shí)，天文學(xué)中的所有數(shù)據(jù)都存在誤差。圍繞紅矮星運(yùn)行的巖石行星具有特殊的天體生物學(xué)意義。然而，天體生物學(xué)家需要更多的關(guān)于這個(gè)星球的信息，以標(biāo)定它是否像我們所期望的那樣有生命存活的希望。但根據(jù)已知情況，開普勒-1649c對(duì)于尋找具有潛在可居住條件世界的科學(xué)家來(lái)說(shuō)尤其耐人尋味。

根據(jù)某些計(jì)算數(shù)據(jù)，還有其他系外行星的大小更接近地球，如TRAPPIST-1f及蒂加登c等星球；也有其他類地行星溫度可能更接近地球，如TRAPPIST-1d和托伊700d。但是綜合星球大小及地面溫度兩組數(shù)據(jù)，沒(méi)有其他系外行星能比開普勒-1649c更接近地球，同時(shí)還位于其星系的可居住區(qū)。

在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上論文第一作者、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究員安德魯·范德堡（Andrew Vanderburg）說(shuō)：“在我們找到的所有標(biāo)記錯(cuò)誤的行星中，這顆行星特別令人興奮——不僅僅是因?yàn)樗挥诤阈擒壍揽删幼^(qū)以及大小和地球相當(dāng)，還因?yàn)樗赡芘c這顆鄰近的行星相互作用?！比绻覀儾挥H眼看看計(jì)算機(jī)算法的工作結(jié)果，我們就會(huì)錯(cuò)過(guò)它。

開普勒-1649c運(yùn)行軌道與紅矮星非常接近，所以開普勒-1649c的一年僅相當(dāng)于19.5個(gè)地球日。這個(gè)系統(tǒng)有另一顆與其大小大致相同的巖石行星，但它繞恒星運(yùn)行的距離大約是開普勒-1649c的一半，類似于金星繞太陽(yáng)運(yùn)行的方式，大約是地球距離的一半。紅矮星是銀河系中最常見的恒星之一，這意味著類地行星可能比我們所想象的更常見。

尋找計(jì)算機(jī)誤報(bào)

此前，開普勒任務(wù)的科學(xué)家開發(fā)了一種名為羅博維特（Robovetter）的算法，以協(xié)助整理開普勒航天器產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由美國(guó)宇航局位于加利福尼亞州硅谷的艾姆斯研究中心管理。開普勒使用中轉(zhuǎn)法尋找行星——望遠(yuǎn)鏡負(fù)責(zé)盯著恒星，尋找當(dāng)行星在主恒星前面經(jīng)過(guò)時(shí)恒星亮度的下降。

圖為開普勒-1649c星球表面圖

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/艾姆斯研究中心/丹尼爾·魯特

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大多數(shù)時(shí)候，這些光線下降來(lái)自行星運(yùn)轉(zhuǎn)以外的現(xiàn)象——如恒星亮度的自然變化或其他宇宙物體——雖然監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)使得它看起來(lái)像一顆行星，事實(shí)卻并非如此。羅博維特的工作是區(qū)分12%的落點(diǎn)是真正的行星。這些被確定為來(lái)自其他來(lái)源的簽名被標(biāo)記為"假陽(yáng)性"，即測(cè)試結(jié)果被錯(cuò)誤地歸類為陽(yáng)性的術(shù)語(yǔ)。

由于處理信號(hào)檢測(cè)數(shù)據(jù)非常棘手，天文學(xué)家們知道該算法會(huì)犯錯(cuò)，需要仔細(xì)檢查——這是開普勒假陽(yáng)性工作組的工作。該團(tuán)隊(duì)會(huì)審查羅博維特（Robovetter）的工作結(jié)果，檢查所有誤報(bào)，以確保它們是真正的錯(cuò)誤，而不是系外行星，減少工作紕漏。事實(shí)證明，羅博維特錯(cuò)貼了開普勒-1649c的標(biāo)簽。

盡管科學(xué)家努力優(yōu)化自動(dòng)化分析過(guò)程，以便從任何給定數(shù)據(jù)集中獲取盡可能多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，但這一發(fā)現(xiàn)也顯示了雙重檢查自動(dòng)化工作的價(jià)值。甚至在開普勒停止從觀測(cè)區(qū)域收集數(shù)據(jù)六年后——從 2009 年至 2013年，開普勒在繼續(xù)研究更多地區(qū)之前，一直盯著這片天空——這一嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鼋沂玖似癜l(fā)現(xiàn)的最獨(dú)特的地球類比之一。

可能的第三顆行星

開普勒-1649c不僅在大小和從恒星獲得的能量方面與地球最相配，而且為地球的母體系統(tǒng)提供了全新分析視角。系統(tǒng)中外行星每九次繞主恒星運(yùn)行一次，內(nèi)行星的軌道幾乎正好是主星的四倍。事實(shí)上，他們的軌道匹配在這樣一個(gè)穩(wěn)定的比例表明系統(tǒng)本身是非常穩(wěn)定的，并可能生存很長(zhǎng)時(shí)間。

近乎完美的周期比率通常是由一種稱為軌道共振的現(xiàn)象引起的，但九比四的比例在行星系統(tǒng)中相對(duì)獨(dú)特。通常共振以比率的形式出現(xiàn)，如二比一或三比二。雖然未經(jīng)證實(shí)，但這一比例的罕見性可能暗示到一顆中行星的存在，其中內(nèi)行星和外行星都同步旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一對(duì)三比二的共振。

研究小組尋找如此神秘的第三顆行星的證據(jù)，但沒(méi)有結(jié)果。然而，這可能是因?yàn)樾行翘?，看不到或在軌道傾斜，使得它不可能找到使用開普勒的過(guò)鏡方法。

無(wú)論哪種方式，這個(gè)系統(tǒng)提供了另一個(gè)例子，地球大小相似的行星運(yùn)行在紅矮星的可居住區(qū)。這些小而暗淡的恒星要求行星的軌道非常接近于該區(qū)域——不是太溫暖，也不是太冷——生命，因?yàn)槲覀冎浪赡艽嬖凇ｋm然這個(gè)例子只是眾多案例中的一個(gè)，但越來(lái)越多的證據(jù)表明，這種行星在紅矮星周圍很常見。

范德堡說(shuō)：“我們得到的數(shù)據(jù)越多，我們看到的跡象就越多，表明這些恒星周圍有潛在的可居住和地球大小的系外行星是常見的?！奔t矮星幾乎遍布我們的星系，周圍有這些小而可能適合居住和巖石的行星，其中一顆行星可能和我們的地球沒(méi)什么不同，看起來(lái)更亮一點(diǎn)。

開普勒和 TESS 等任務(wù)有助于在天體生物學(xué)領(lǐng)域、跨學(xué)科研究中了解遙遠(yuǎn)世界的變量和環(huán)境條件如何能夠容納我們所知道的生命，或者生命可以采取的任何其他形式。

BY:?Sean Potter

FY:?Harvey Yu

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