2009年，“行星獵手”開普勒望遠鏡承載著人類尋找“第二地球”的夢想升空。雖然它在2013年因“癱瘓”——一次嚴重的硬件故障結束了獵捕系外行星的任務，但要對它之前4年的數(shù)據(jù)進行驗證、統(tǒng)計和分析，仍是一項曠日持久的浩大工程

當?shù)貢r間6月19日，美國國家航空航天局（NASA）在美國山景城（Mountain View）的發(fā)布會上公布了開普勒望遠鏡的第八批，也是最后一批數(shù)據(jù)：新增219顆候選行星，其中10顆是位于宜居帶的類地行星。至此，開普勒望遠鏡在2009年到2013年捕獲的候選行星全目錄出爐，共計4034顆，其中2335顆已經得到驗證；“第二地球”候選人達到49顆，其中30多顆已經得到驗證。

在這最后一批目錄中，科學家們著重挑出了那些圍繞G類恒星（表面溫度5000到6000開爾文，太陽即屬此類）公轉，大小與地球相似的行星。其中有一顆KOI-7711，是迄今為止在各方面最像地球的行星。

行星大小存在斷檔

這是迄今為止最詳細、最全面的系外（編注：太陽系外）行星大名單。有了這么多行星數(shù)據(jù)，科學家們迫不及待地想了解一個很多人都好奇的問題：在太陽系中，地球是一顆比較小的行星，木星體積是地球的1300多倍。那么，在這茫茫宇宙中，地球的大小處于什么水平？行星一般有多大呢？開普勒望遠鏡給了我們一個會引發(fā)新問題的答案。

科學家們使用位于夏威夷的凱克望遠鏡對開普勒望遠鏡視野中的1300顆行星進行了微調觀測，發(fā)現(xiàn)這些行星的直徑大小并不呈連續(xù)性變化。它們可以分成涇渭分明的兩組：一組體積小于1.5倍地球，一組體積大于2倍地球。幾乎沒有行星處于這兩組數(shù)據(jù)之間?？茖W家們認為，較小的那一組行星主要是固態(tài)的“超級地球”（super-earths），而較大的那一組行星主要是氣態(tài)的“小海王星”（mini-Neptunes）。

夏威夷大學的博士生Benjamin Fulton說道：“我們分類行星，就像生物學家歸類新物種一樣。發(fā)現(xiàn)這兩組隔離開來的系外行星，就像發(fā)現(xiàn)哺乳動物和蜥蜴是進化樹上的兩個分支?！?/p>

目前，科學家們還不知道這種直徑上的斷檔是如何產生的。由于某些未知的原因，大約有一半行星吸引到了一些氫氣和氦氣，然后體積就劇烈膨脹，跳過了這個斷檔，直接變成海王星級別（海王星直徑約為地球4倍）。

Fulton猜測，比較小的“超級地球”可能不足以捕捉到氫氣這樣的活潑氣體。而行星太靠近恒星的話，氫氣也會被驅散。

“第二地球”

這項發(fā)現(xiàn)也對科學家尋找“第二地球”有重要的啟示?，F(xiàn)在看來，銀河系中一半的已知行星要么沒有表面，要么表面隱藏在濃厚、洶涌的大氣層下，都不太可能存在生命。Fulcon認為，若想要尋找地外生命，人們需要集中在那一部分較小型的“超級地球”上。

“開普勒數(shù)據(jù)集是獨一無二的。它是唯一一份類地行星清單”，開普勒項目組科學家Mario Perez在發(fā)布會上說道，“了解它們在銀河系中的比例，能幫助我們設計未來尋找‘第二地球’的方案。”

NASA并未公布此次新增的10顆處于宜居帶的類地行星的詳細情況。所謂處于宜居帶，是指行星與恒星保持在合適的距離，使得行星上的溫度允許液態(tài)水存在。如果這些行星擁有穩(wěn)定的大氣層，那生命的存在就成為了可能。

“身殘志堅”的開普勒望遠鏡

至此，開普勒望遠鏡在故障前的全部成果已公諸于世。2009年3月，承載著“第二地球”夢想的開普勒望遠鏡發(fā)射升空。冠以提出“行星三大定律”的德國天文學家之名，它是一名專業(yè)的“行星獵手”。

開普勒望遠鏡到達繞日軌道后，專注地凝視著天鵝座（Cygnus）方向的一角天空，通過“凌日”（transit）現(xiàn)象，監(jiān)視約15萬顆處于主序星階段的恒星，尋找它們周圍的行星。所謂“凌日”，即當行星掠過恒星表面時，會造成恒星的亮度有所下降，就像日食一樣。

不過，由于角度問題，許多系外行星無法通過凌日現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)?！案采w整個天空需要400個開普勒望遠鏡?！盤erez說道。

盡管如此，開普勒還是找到了49顆與地球大小、軌道都相似的宜居帶行星。這意味著，光在銀河系，這樣的“第二地球”候選人就有很多。

2012年7月，開普勒望遠鏡4個控制朝向的反應輪中的1個故障。2013年5月，另一個反應輪故障，開普勒望遠鏡停止收集數(shù)據(jù)。

如果你認為開普勒就這么結束了，那你就錯了。開普勒將繼續(xù)“身殘志堅”地工作下去。這得益于NASA一個機智的決定。

2013年8月，NASA宣布放棄維修開普勒望遠鏡，轉而啟動后備的K2計劃。開普勒望遠鏡不能再常規(guī)化地監(jiān)測與太陽類似的恒星、尋找系外行星，只能在繞行時偶爾捕捉到行星的蹤影，并幫助觀測其他一些有趣的天體，比如NASA新近發(fā)現(xiàn)的“葫蘆娃星系”TRAPPIST-1。在這一排七個類地行星中，有三顆位于宜居帶。