▲克卜勒太空望遠鏡觀察到的地球級行星比率。(圖／引用自臺北天文館之網路天文館網站)
國際中心／綜合報導
一組由美國加州大學柏克萊分校和夏威夷大學的天文學家Erik Petigura、Andrew Howard和Geoff Marcy等人，發現約有17%類太陽恆星擁有直徑約為地球1至2倍大且軌道接近中央母恆星的地球級行星。這項發現是透過分析克卜勒任務頭3年觀測資料以及凱克天文臺(W. W. Keck Observatory)的後續追蹤觀測研究而得。
近年來雖然已經有多個研究成果指出銀河系中的系外行星數量相當龐大，不過在這個最新研究成果公布之前，天文學家並不清楚地球級行星也是如此。為解開這個疑問，Petigura等人撰寫一套程序，篩選那些克卜勒太空望遠鏡光度觀測資料中有些微亮度下降的天體，以便尋找地球級系外行星。結果很明顯地，約2倍地球大小的地球級系外行星相當普遍。
一旦篩選完成後，這些天文學家藉助凱克望遠鏡的幫助，以高精度中階梯光柵攝譜儀(High Resolution Echelle Spectrograph，HIRES)，配合凱克望遠鏡新設置的MAGIQ導星系統，以確認這些地球級的候選行星是否確實存在。在HIRES拍攝的光譜中，若會出現雙譜線，代表這是不正確的行星訊號，那麼便可將這筆克卜勒候選行星剔除。
概括來說，MAGIQ導星相機有著更廣的視野、更細的像素、更低的雜訊，因此整體觀測效能提升非常多，故不僅可對比較暗的恆星進行觀測，更能改善HIRES光譜儀的光譜偵測能力。
這些天文學家估計，克卜勒太空望遠鏡能偵測能力的極限，大約可及公轉軌道約地球軌道1/4以內(相當於在水星軌道以內)的行星們。進一步的證據則建議擁有地球大小或地球稍大一些、軌道在類似地球軌道以內的恆星，比例高達50%左右。
地球直徑1～2倍大，岩質行星+黃金區+水液態，有可能成為適居區
體積約為地球1～2倍大小的行星，並不是生命生存發展的必要條件。Petigura等人的觀測結果顯示，直徑約地球的2～3倍大小的系外行星，性質一般比較類似天王星或海王星，也就是說，有個岩質的核心，核心外則是氦氣或氫氣環繞，或許還有水；靠近母恆星的行星可能是個水世界，在岩質核心之外，是身達數百公里的海洋。
然而，直徑介在1～2倍地球直徑的系外行星，可能為岩質行星的機會很高，而且如果這些行星位在恆星周圍的「黃金區」，也就是不太冷、不太熱，水剛好能以液態存在的區域，那麼或許適合生命居住或生存。
Howard表示，克卜勒任務(Kepler mission)的其中一個目的，就是希望回答自亞里斯多德以來，人們一直存在的疑問：到底有多少類似太陽的恆星擁有類似地球的行星？雖然我們還沒得到確切的答案，不過在克卜勒的幫助下，我們已經發現夠多的行星能針對這個問題做統計估算。
▼TERRA程式辨認出119顆類似地球的行星。(圖／引用自臺北天文館之網路天文館網站)
大小類似木星的系外行星，約可造成其母恆星亮度下降1%，很容易就能偵測到。而大小類似地球的系外行星，僅會造成其母恆星亮度下降0.01%，即萬分之一，很容易錯失在各種原因造成的雜訊中。先前克卜勒任務使用的軟體很難偵測出這類地球級行星，Petigura等人耗費兩年的時間編寫所謂的TERRA程式(Transiting Exoearth Robust Reduction Algorithm)，並利用模擬的行星資料來測試TERRA偵測地球級行星的靈敏度有多好，再將之應用在克卜勒資料庫中。效果好得出奇，TERRA程式總共辨認出119顆類似地球的行星，直徑由6倍地球直徑到火星直徑(相當於地球直徑的1/2)不等，其中的37顆是先前克卜勒報告中沒提到的滄海遺珠。
1年前，克卜勒僅發現極少數小於2倍地球直徑的系外行星，遠比從已知大型系外行星數量以外差方式估算應該要有的數量還少很多。因此，若現今發現約2倍地球直徑的超級地球的趨勢能繼續維持的話，那麼已知的超級地球大約僅有預期數量的1/3而已。
Howard指出，既然17%的恆星在其相當於水星軌道之內的區域中有超級地球，那麼我們太陽系中的這類超級地球在哪裡？這是否意味著我們太陽系和其他各式各樣恆星系統相較之下或許是個異數？(文／引用自臺北天文館之網路天文館網站)
我們想讓你知道…問題是人類怎麼到達這些地球級行星呢？