开普勒22b（Kepler-22b）

▌简介

开普勒22b(Kepler-22b)是美国航天局的开普勒太空望远镜所发现第一个位于类太阳恒星适居带的太阳系外行星。直径约为地球的2.4倍，距离地球约有600光年。尽管其直径比地球大上不少，但是它的轨道公转周期约为290天，和地球相差不大。它围绕运行的中央恒星和太阳非常相似，也是一颗光谱型为G的黄矮星，只是质量稍小，温度也相应地低了一些。

▌发现行星

2009年5月12日，开普勒太空望远镜在刚刚开始科学运作的第三天，就观察到了Kepler-22b在其恒星前的第一次凌星。2010年12月15日发现其第三次凌星。之后，斯皮策太空望远镜和地面观测提供了更多的确认数据。2011年12月5日，公布该颗行星的发现。威廉·伯鲁奇(William Borucki)是NASA加州艾姆斯研究中心的科学家，也是开普勒望远镜项目的首席科学家，同时是他领导了这个发现。

▌质量和半径

开普勒22b的半径大约是地球的2.4倍。它的质量和表面组成仍然未知，仅建立了一些非常粗略的估计：在3σ置信极限下，它质量小于地球质量的124倍，在1σ置信区间下，它质量小于地球质量的36倍。Kipping等人采用的模型。无法可靠地检测到质量。

被科学家称为“水世界”的开普勒22b可能是一颗“海洋行星”。尽管开普勒22b与GJ 1214 b不同，但它也位于适居带，因此它可能也与富含水的行星GJ 1214 b相类似。通过对恒星系统的径向速度测量，已经排除了少于1σ不确定性的类似地球的组成。因此，它可能具有更易挥发的，具有液态或气态外壳的成分；这将使其类似于已知的最小气体行星开普勒-11f。

▌轨道

开普勒22b是围绕开普勒22公转的太阳系外行星。位于天鹅座，距地球约587光年（180秒差距）。它是由开普勒太空望远镜于2011年12月发现的。

母恒星开普勒22是一颗G型恒星，其质量比太阳小3％，体积小2％，表面温度为5,518 K（5,245°C），而太阳的表面温度为5,778 K（5,505°C）。这颗恒星大约有40亿年的历史。相比之下，太阳已有46亿年的历史。 开普勒22的视星等为11.5，这意味着它太暗，以致不能用肉眼看到。

当前可获得的行星轨道参数仅有轨道周期（大约290天）和倾角（大约90°）。从地球上看，开普勒22b可以在其母恒星的圆面上定期通过发生凌星现象。为了获得有关行星轨道细节的更多信息，需要使用其他的行星探测方法，如径向速度法。开普勒-22b自从发现以来就已在它本身上执行过此类方法，但这些方法尚未检测到行星偏心率的准确值，因此（截至2012年3月）天文学家仅表态了该行星质量的上限。

开普勒系外卫星搜索项目研究了开普勒太空望远镜对该行星的光度测定，为了找到任何可能由轨道卫星引起的凌星时间和持续时间变化的证据。不过结果是没有发现这种变化，因此排除了质量大于0.54地球质量的开普勒22b卫星的存在。

▌宜居性

开普勒22b距离其母恒星开普勒22的距离要比地球距离太阳少15%。但从开普勒22b的母星所发射出的光辐射比太阳少25%。 综合考虑较远的平均距离和较低的光辐射，行星表面存在适合生命生存的温度，但前提是假定该行星表面没有极端的温室效应加热。

科学家预测如果该行星无大气层，其表面热平衡温度大约是-11 °C。如果有类似地球因为大气层造成的温室效应，该行星表面的温度大约是22 °C。但如果开普勒22b在高度椭圆的轨道上运行，其表面温度变化将非常大。最近的估计表明，开普勒22b处于以当代金星和早期火星限定的经验宜居带中的可能性超过95％，但位于环绕恒星的传统适居带的概率少于5％。

要注意的是，开普勒22b可能因为其体积过大而难以存在生命。其状态可能比较不像地球，反而较接近海王星，拥有一个岩石核心和液体与气体混合的表面，或者完全是液态海洋的表面。无论如何，开普勒项目的一位科学家娜塔莉·巴塔尔哈（Natalie Batalha）推测“如果行星主要是海洋，岩石核心很小，那么在这样的海洋中生存生命就不会没有可能。”  该行星存在生命的可能性促使SETI在将要执行的研究中把开普勒22b列为优先选项。

这颗行星并不像国内一些媒体所传的那样，是“首颗适合居住的类地行星”。NASA的官方网站在发布这一消息时，使用的标题是“NASA’s Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”，正确地翻译成中文应该是“NASA开普勒计划证实它的首颗位于类太阳恒星宜居带中的行星”这里的“首颗”，指的只是开普勒计划证实的首颗，而并非天文学家发现的首颗宜居行星。

开普勒探测器必须观测到4次星光变暗，才能确定这一现象确实是由行星遮挡星光所致，这一步骤就叫做“证实”。在2011年2月开普勒公布的行星候选者中，可能位于“宜居带”中的共有54颗，而此次宣布的“开普勒-22b”就是其中第一颗得到证实的行星。在最新公布的行星候选者中，可能位于“宜居带”中的仍有48颗。因此，这也是最适于人类宜居的星球。