NASA发现两颗超级地球(由岩石构成的并且围绕着同一颗恒星旋转)

NASA发现了超级地球，而且一次就找到了两个！这个消息非常令人振奋，这是两颗只比地球稍大一些的类地行星，应该是由岩石构成的，并且围绕着同一颗恒星旋转。由于距离我们只有33光年，因而引发了不少网友的讨论：这两颗与地球类似大小的行星上会存在生命吗？如果想坐飞船飞到那里，需要多久呢？

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NASA一次找到了两颗“超级地球”【NASA发现两颗超级地球(由岩石构成的并且围绕着同一颗恒星旋转)】要解答这些问题，咱们先来了解一下什么是“超级地球” 。很久以来，科学家就在思考一个问题：拥有水、空气和宜居的温度，从而孕育了无数生命的地球，在宇宙中是独一无二的吗？在观测技术还不那么发达的年代，人们只能看到太阳系以内的行星，却无法发现太阳系以外其它恒星附近的行星，以至于不少人认为只有太阳系才存在行星。

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人们一度以为只有太阳系内才存在恒星但这一推论在20世纪末期被打破， 1995年，瑞士科学家第一次发现了一颗围绕其它恒星公转的系外行星——飞马座51b 。这是一颗巨大的气态行星，是木星的2倍大，距离我们约50.9光年。由于距离母恒星很近，它的表面温度高达1000℃ 。
这样的温度，又是气态行星，显然很难提供生命生存的环境。不过，飞马座51b的发现仍然是一项划时代的成就，它打破了太阳系对行星的“垄断” ，唤起了人们寻找另一个“地球”的热情，从而掀起了一场探测系外行星的热潮，大量的系外行星被找到。而发现飞马座51b的两位科学家也因此获得了诺贝尔奖。

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飞马座51b的想象图然而令人失望的是，包括飞马座51b在内，科学家后来找到的许多系外行星都是木星那样的气态巨行星。这是由于那时寻找系外行星的方法多采用“视向速度法”：即首先观测一颗恒星的光谱，然后通过谱线的多普勒效应来探测恒星视向速度的变化。
如果这颗恒星的周围存在行星的话，会导致它的视向速度发生轻微的变化，只要探测出这种变化，就能推断出它的周围存在行星！但很显然，行星的质量越大，引起的恒星速度扰动也越大，越容易被发现。对于像地球差不多大小的岩石行星，就很难找得到了。
不过，这个难题随着技术进步迎刃而解。除了视向速度法之外，寻找类地行星还可以采用“凌日法” 。它的原理非常简单：当一颗行星从它的母恒星前面经过时，会把恒星遮住很小的一部分，从地球上看就会发现恒星亮度稍微下降了一点。如果这种亮度变化是周期性的，就很有可能证明：这颗恒星拥有一颗环绕它旋转的行星。

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凌日法寻找系外行星这么简单的原理为什么以前没采用呢？因为实现起来很难：行星遮住恒星造成的亮度下降是非常微弱的，需要很灵敏的仪器才能发现。但这个难不倒地球人，进入21世纪后发展最快的就是电子技术，很快就实现了这样的能力。著名的开普勒太空望远镜就是用“凌日法”来寻找类地行星的，它的成果颇为丰硕。
自2009年发射升空以后，开普勒望远镜在太空中工作了9年多，发现了2662颗系外行星，有不少都是类似于地球的岩石行星，甚至连大小都和地球差不多。更神奇的是，开普勒望远镜还发现了不少位于宜居带之内的类地行星。

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开普勒望远镜例如2015年发现的开普勒-452b ，这颗行星围绕着一颗亮度和质量都比太阳稍大的恒星运行，距离我们1402光年。行星的直径是地球的约1.6倍，质量有可能是地球的5倍。最关键的是它与恒星的距离不远不近，公转周期385天，十分接近1个地球年。表面温度比较合适，从而有可能形成液态水，也就是位于该恒星的“宜居带”之内。

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开普勒452b与地球公转周期十分相似既然在宜居带内，就无法排除其存在或曾经存在生命的可能性。但由于开普勒-452b距离我们过于遥远，不能直接观测，无法证实它的真实环境是否适合生命生存。开普勒-452b并不是唯一的超级地球， 2017年，天文学家发现在一颗名为TRAPPIST-1的红矮星（一种比太阳更小更暗的恒星）附近，竟然存在着7颗类地行星，简直相当于发现了另一个太阳系！
TRAPPIST-1周围的7颗行星中，有5颗的体积与地球接近，另外2颗的大小在火星与地球之间。这7颗中有3颗的轨道位于宜居带内，不能不使人产生关于系外生命的遐想。事实上，随着观测手段的提高，科学家发现在红矮星周围存在类地行星是一件很平常的事，在银河系中一点儿都不稀奇。

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TRAPPIST-1拥有7颗类地行星例如，距离我们最近的恒星比邻星也是一颗红矮星，以往我们只能观察到这颗恒星本身，但现在已经发现它拥有三颗行星：比邻星b、比邻星c和比邻星d ，其中比邻星b的质量约为地球的1.3倍，也是一颗超级地球，它的公转周期11天，距比邻星约700万千米，处在宜居带的范围之内。
而2020年NASA通过对已退役的开普勒望远镜数据的分析，又发现了一颗与地球大小极其相似的开普勒-1649C ，大小是地球的1.06倍，简直就是一般大。而且它还位于母恒星（一颗红矮星）的宜居带内，公转周期19.5天。

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与地球几乎一样大的开普勒-1649C这次NASA一次发现两颗超级地球，则是TESS（凌日系外行星勘测卫星）的观测成果。这个卫星是开普勒太空望远镜的继任者，性能比开普勒更加强悍。它采用的同样是凌日法，通过周期性的亮度下降发现了这两颗系外行星，大小一个是地球的1.2倍，一个是1.5倍，绕着一颗名为HD260655的红矮星运行。
虽然母恒星比太阳暗，但这两颗行星距离恒星非常近，公转周期分别只有2.8天和5.7天，所以表面的温度很高，达到了435℃和284℃ 。显然，这样的温度不太可能支持生命的存在。不过，将来可以通过哈勃望远镜、韦伯望远镜等探究这两颗行星的大气层成分，对于研究系外行星还是很有意义的。

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TESS（凌日系外行星勘测卫星）现在咱们回到开始的问题：如果乘坐一艘飞船，需要多长时间才能到达这两颗33光年外的超级地球呢？结论可能让人有些“绝望” 。33光年这个数字听起来平淡无奇，因为银河系的直径就有10万光年左右。但这可是需要光线走上33年的距离。大家都知道光的速度是30万公里/秒， 33光年换算一下就是312万亿公里。
迄今为止人类发射的速度最快的航天器是“帕克”太阳探测器，由于它的轨道十分接近太阳，所以飞行速度非常快，最快时能够达到70万公里/小时。假设我们的飞船能够以这样的速度，沿着直线飞向33光年外的超级地球的话，需要5万多年才能到达， “黄花菜都凉了” ，几乎是一项不可能完成的任务。

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帕克是目前速度最快的航天器那么如果将来能拥有更强大的飞船，实现更快的飞行速度呢？英国人曾经提出过一个脑洞大开的“代达罗斯”计划，设想使用连续不断的氢弹爆炸来推进飞船。代达罗斯飞船的总质量达到了5.4万吨，其中大部分是聚变燃料。
在经过4年的加速后，代达罗斯飞船的最终速度能够达到光速的1/8 。这种飞船目前还只能存在于想象中，但即使真的造了出来，要飞行到33光年外也需要264年，这还没考虑到达后如何减速的问题。

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代达罗斯飞船由此可见，以当前人类所能掌握的技术，想要飞到33光年外的超级地球是不可能的，况且它们也太热了，不那么宜居，想要移民过去更是不用考虑。其实那些位于红矮星宜居带内的系外行星，由于离红矮星过近，经常会被潮汐锁定，正面和背面“冰火两重天” ，还很容易受到强大的耀斑爆发的袭击，也未必就能拥有生命繁衍所需的条件。