天文学家估计，五分之一的类似于太阳的恒星拥有有助于生命的行星

艺术家对“宜居区域”的表示，即行星表面允许液态水进入的轨道范围。作者发现，在宜居带中，有22％的类似太阳的恒星拥有一颗行星，其大小是地球大小的1-2倍。

根据对所有开普勒数据的统计分析，天文学家现在估计像我们的太阳这样的五分之一恒星中的行星大约具有地球大小，并且表面温度对生命有利。

伯克利（Berkeley）—美国宇航局的开普勒（Kepler）太空望远镜现已瘫痪，其四年任务结束了，但仍提供了足够的数据来回答其主要研究问题：在我们的银河系中的2000亿颗恒星中，有多少颗具有可居住的行星？

根据对所有开普勒观测结果的统计分析，加州大学伯克利分校和夏威夷大学的天文学家，马诺阿现在估计，像太阳这样的五分之一恒星中的行星大约具有地球的大小，并且具有有利于生命的地表温度。

研究人员说，假设大约有20％的恒星像太阳一样，那么这相当于银河系中数百亿颗潜在可居住的，地球大小的行星。

“当您仰望夜空上成千上万的恒星时，距离地球最近的类似太阳的恒星，其可居住范围内的地球大小，可能只有12光年，可以用肉眼看到。真是太神奇了。”领导开普勒数据分析的加州大学伯克利分校研究生埃里克·佩蒂古拉（Erik Petigura）说。

“自从发现一颗围绕正常恒星的第一个太阳系外行星以来，已有近20年的时间。从那以后，我们了解到，大多数恒星都有一定大小的行星围绕它们运转，而地球大小的行星在生命周期太热的近距离轨道中相对常见。”前加州大学伯克利分校的博士后安德鲁·霍华德说。现在是夏威夷大学天文研究所的研究员。“从某种意义上说，有了这个结果，我们就可以证明在整个银河系中，像地球这样的行星是相对普遍的。”

加州大学伯克利分校和夏威夷大学的天文学家进行的分析表明，五分之一的太阳状恒星具有潜在宜居的地球大小的行星。（由UC Berkeley / UH-Manoa / Illumina Studios制作的动画）

Petigura，Howard和UC Berkeley加州大学天文学教授Geoffrey Marcy本周在《美国国家科学院院刊》在线早期版本中发表了他们的分析和发现。

地球大小可能并不意味着可居住

霍华德说：“对于美国宇航局来说，这一发现非常重要，因为未来的任务将试图拍摄一颗行星的真实照片，而它们必须建造的望远镜的大小取决于距离地球最近的行星有多近。”“大量的行星围绕着附近的恒星运行，简化了此类后续任务。”

研究小组告诫说，围绕地球大小运行的地球大小的行星即使生活在温度不太热也不不太冷的恒星周围的宜居区域，也不一定对生活有帮助。

“有些人可能会有浓厚的气氛，使其表面变得如此炎热，以至于DNA样分子无法生存。其他人可能会在岩石表面上积聚适合活生物体的液态水。”马西说。“我们不知道哪种行星类型及其环境适合生活。”

然而，上周，霍华德，马西和他们的同事们希望，许多这样的行星实际上是岩石的，可以支撑液态水。他们报告说，开普勒发现的一颗地球大小的行星-密度可能约为2,000开尔文，对于我们所知道的生命来说温度太高了-与地球密度相同，最有可能由岩石和铁组成，就像地球一样。

霍华德说：“这使我们充满信心，当我们观察到宜居区域时，埃里克描述的行星可能是地球大小的岩石行星。”

过境行星

美国宇航局于2009年发射了开普勒太空望远镜，以寻找太阳系之外的行星，这些行星在其恒星的前方或经过时会经过，这会导致恒星的亮度略微减小（约占百分之一的百分之一）。在过去的30年中，每30分钟拍摄15万颗恒星，美国宇航局的开普勒团队报告了3,000多颗行星候选者。其中许多都比地球大得多-从大气层较大的大行星（如海王星）到木星之类的天然气巨头-或在其恒星如此近以至于被烘烤的轨道中。

为了对它们进行分类，Petigura和他的同事正在使用夏威夷的凯克望远镜来获取尽可能多的恒星的光谱。这将帮助他们确定每颗恒星的真实亮度，并计算出每个过渡行星的直径，并着重于地球直径的行星。

佩蒂古拉（Petigura），霍华德（Howard）和马西（Marcy）独立地研究了42,000个恒星，它们类似于太阳或稍凉和较小，并发现了603个候选行星围绕它们运行。其中只有10个具有地球大小，即地球直径的1到2倍，并且在一定距离内绕着恒星旋转，然后将它们加热到适合生活的温热温度。研究小组对宜居性的定义是，一颗行星接收的能量是地球从太阳接收的光量的四倍至四分之一。

太阳系外行星普查

该团队的分析与之前的开普勒数据分析的不同之处在于，他们对Petigura的行星搜索算法进行了一系列测试，以衡量他们错过了多少个可居住区域，地球大小的行星。佩蒂古拉实际上将伪造的行星引入开普勒数据中，以确定他的软件可以检测到哪些，哪些不能。

“我们正在做的是对太阳系外行星的普查，但我们不能敲开每扇门。只有注入了这些假行星并测量了我们实际发现的数量之后，我们才能真正确定我们错过的真实行星的数量。” Petigura说。

考虑到遗漏的行星，以及只有一小部分行星的定向使得它们从地球上看就在其宿主恒星的前方交叉这一事实，这使他们能够估算出银河系中所有类似太阳的恒星的22％在其宜居区域有地球大小的行星。

“开普勒任务的主要目的是回答以下问题：'当您仰望夜空时，看到的星星中有百分之几的行星具有处于不温暖状态的地球大小的行星，因此水不会被冻结成冰或冰。蒸发成蒸汽，但仍然是液体，因为现在人们认为液态水是生命的先决条件？'”马西说。“直到现在，还没有人确切知道在银河系中像太阳这样的恒星周围有哪些潜在的宜居行星。”

佩蒂古拉说，研究小组的调查发现，所有潜在宜居的行星都围绕K颗恒星，这些恒星比太阳凉爽，但比太阳稍小。但是研究人员的分析表明，K个恒星的结果可以外推到像太阳一样的G个恒星。如果开普勒能够继续执行任务，那么它将获得足够的数据来直接检测G型恒星可居住区域中的少数几个地球大小的行星。

“如果开普勒场中的恒星代表太阳附近的恒星，那…么最近的（地球大小）行星有望绕着距地球不到12光年的恒星公转，并且可以用肉眼看到”，研究人员在论文中写道。“用于对这些地球进行成像和获取光谱的未来仪器，只需观察附近的几十颗恒星，即可检测到位于其恒星宜居区域的地球大小的行星的样本。”

今年1月，研究小组报告了对开普勒行星的数据的类似分析，这些开普行星围绕其恒星运行。霍华德说，新的，更完整的分析表明，“好地球上的行星与近地轨道上的行星一样多。”

该研究由加州大学伯克利分校和美国国家科学基金会在W.M.凯克天文台和美国宇航局的协助下进行。

出版物：Erik A. Petigura等人，“围绕太阳类恒星运行的地球大小行星的普遍性”，PNAS，2013年11月4日；土井：10.1073 / pnas.1319909110

图像：加州大学伯克利分校