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开普勒442b
太陽系外行星 来自维基百科，自由的百科全书
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开普勒442b（Kepler-442b，旧称 KOI-4742.01），是一颗确认存在的体积与地球相近的类地球太阳系外行星，位于橙矮星开普勒442的适居带[5]，距离地球约1,120光年（342秒差距），在天球上位于天琴座[1][2]。该行星是由开普勒空间望远镜以观测行星通过母恒星盘面前，使恒星光度微幅下降的凌日法发现。美国国家航空航天局（NASA）于2015年1月6日宣布确认发现该行星[1]。
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概要
开普勒442是一颗橙矮星（K型主序星）质量为0.61M☉，半径为0.59R☉，表面温度为4129°C[6]。它的金属丰度估计为-0.37，低于太阳的金属丰度，表明重元素（除了氢和氦之外的所有元素）相对稀缺[7]。
橙矮星的尺寸相对较小且寿命较长，尽管没有红矮星的寿命长，但与太阳的100亿年相比，它们可以在主序星时期停留150至300亿年[8]。一般来说恒星的生命周期相对于质量和光度成反比，但作为最小恒星的M型主序星以及低质量K型主序星仍会给生命的演化发展带来严重的问题[9]。恒星刚诞生时，恒星活动会非常高，可产生大量的耀斑，并散发出充满带电粒子的恒星风，这一时期的持续时间取决于恒星的大小，恒星越小则持续时间会越长，像红矮星这类M型主序星在这一时期最长约可持续30亿年，而像太阳这样的G型主序星则为5亿年[10]。此外，它较小的尺寸也会影响宜居带的位置和范围，进而影响围绕它们运行的潜在适居行星——这些行星可能会被它们的恒星潮汐锁定，由于流体动力学逃逸而失去大气层，缺乏有效的磁场等等[10]。
然而专家们一致认为，像开普勒442这样介于红矮星和像太阳这样的黄矮星之间的K型主序星可能最适合生命存在。橙矮星更稳定、寿命更长且变化更少，最重要的是它们周围的任何潜在适居行星和地球相比都暴露在更少的紫外线辐射下，没有显现出红矮星或低质量橙矮星的缺点[11]。
开普勒442系统的年龄未知，下限为27亿年，上限为81亿年，其中29亿年为最有可能的值。作为参考，太阳系已有45.68亿年的历史[12]。
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开普勒442b的体积稍大于地球，半径为地球的1.34倍[5]，质量的估计值为2.34M🜨，轨道周期112.3日[1][2]。实际上开普勒442b的质量和半径（如果真的是这些预测数值的话）处于专家确定的维持生命演化发展的最佳状态——大约2M🜨，并且可以保持与地球相似的密度[6][13]。像这样的行星体对应的密度为5.35g/cm³，几乎与地球的5.515g/cm³相同，它的重力将比地球的重力大30%——对于人类来说这是一个可以容忍的差异，这意味着一个大约80公斤的人位于开普勒442b的表面上时，他的体重将略高于100公斤[14]。Kepler-442b的半径比地球大34%，与地球和火星之间的尺寸相差较小，火星的半径是地球的53%[15]。
考虑到开普勒442b在近期推定的质量和半径小于HARPS-N团队所标记的6M🜨和1.6R🜨——这两个数值是类地行星和气态行星的分界线，使它有超过60%的概率像是金星和地球这样的主要由硅酸盐和铁组成的星球[16][17][18]。但是位于质量较小恒星的宜居带的系外行星往往会比地球积聚更多的水，考虑到这一点，再加上开普勒442的金属丰度较低，以及系统的其他数据缺乏，这表明不能排除开普勒442b是一颗海洋行星的可能性[19]
关于开普勒442b是否存在作为海洋行星的可能性，专家们在宣布发现开普勒62e和开普勒62f的会议期间，公开了基于这些行星的计算机模型的模拟结果，结果表明：在重元素更丰富的多行星系统中，通常靠近恒星的行星所含的重元素比距离更远的行星会更丰富，这意味着更远的行星有可能是海洋行星。[20]开普勒442b在开普勒442系统中的位置表明有可能存在其他尚未在较低轨道上被发现的低质量行星，使其成为第四或第五近的行星，在这种情况下不能排除它是一颗遵循开普勒62e和开普勒62f模式的海洋行星的可能性。在其系统中寻找其他行星将应用提丢斯-波得定则来估计系统中行星的数量以及它们相对开普勒442b的位置[21]。
如果开普勒442b具有与地球相似的大气层，那么它的表面温度将是-2.65℃，根据PHL行星宜居性温度分类，这种情况下的开普勒442b会是一颗冷行星（用来描述平均温度在-50℃至0℃之间的潜在宜居行星的术语）。[23]尽管如此，它仍处于开普勒442系统适居带的内边缘区域，虽然它的轨道半径小于地球—为0.41天文单位，轨道周期为112天。[24][25]作为参考，PHL的HZD （页面存档备份，存于互联网档案馆）[26]从理论上讲，接近于0的行星可能比接近-1或+1的行星更适合生命。据其发现者称，开普勒442b有96.9%的几率在其恒星的宜居带内运行。[27]
低质量恒星宜居带内的行星被潮汐锁定是很常见的，它们的自转周期与公转周期同步，因此面向恒星的一面始终不变[28]，使这些行星将拥有永恒的昼半球和夜半球。对于生命来说，这将是一个潜在的问题，例子有：
- 潮汐锁定有可能会削弱行星的磁场，甚至使其磁场近乎或完全消失
- 会导致大气层在夜半球冻结，使昼半球过度暴露在恒星的影响下[29]
地球相似指数
适居性
开普勒442b被宣布发现时是宣称它位于液态水可存在于该行星表面的适居带。它因为其体积与推测表面温度，被描述为至今所发现最类似地球的行星之一[1][2]。
与其它行星的比较
参见
- 橙矮星系统适居性
- 潜在适居太阳系外行星列表
- 超级适居行星
- 地球相似体
参考资料
外部链接
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