开普勒－22B

开普勒-22b（Kepler-22b，KOI-087.01）是一颗位于天球上天鹅座（Cygnus）内的系外行星。它是由美国国家航空航天局（NASA）的开普勒太空望远镜在2011年12月5日发现的。该行星被归类为类地行星，距离地球约600光年。它围绕着一颗名为开普勒-22的G型主序星运转。^[6][5]

开普勒-22b是由开普勒空间望远镜发现的一颗太阳系外行星，它位于一个类似太阳的恒星的宜居带内。^[7]据估计，该行星的表面温度约为22摄氏度，公转周期大约为290天。这意味着，这颗星球的温度或适宜生命生存。^[8]关于开普勒-22b是岩石行星、液态行星还是气体行星目前尚不清楚。^[9][10]

开普勒-22b的发现被视为人类寻找“地球2.0”（即类地行星）的重要里程碑事件之一。有人将其形容为地球的孪生兄弟。^[9][11]

寻找地外生命和文明一直是科学家们长久以来的追求。他们致力于发现太阳系之外其他恒星周围的行星，特别是那些位于宜居带的类地行星。所谓宜居带，指的是距离恒星适中，使得行星表面温度既不过冷也不过热，从而有可能存在液态水的区域。而类地行星则是指像地球一样被岩石包裹且具有固体表面的行星。

科学家们相信，要寻找到与地球类似的生命形式，宜居带和类地行星是必不可少的条件。通过对这些行星进行观测和研究，我们可以更好地了解宇宙中是否存在其他适合生命存在的环境，并进一步探索地外生命和文明的可能性。^[12]

开普勒太空望远镜（KeplerSpaceTelescope）于2009年3月搭乘“德尔它-2”型运载火箭的“开普勒”号太空望远镜在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，肩负在适居区或接近适居区寻找绕行远方恒星的类地球行星任务。^[13]开普勒是哈勃太空望远镜的“弟弟”。^[14]开普勒太空望远镜寻找系外行星的方法就是采用掩星法。掩星法又称凌日法或凌星法，就是通过观测系外行星在视向上横穿恒星表面时，恒星光度发生细微变化来确定行星存在的方法。^[12]

2011年12月5日，开普勒-22b由美国航天局（NASA）的开普勒太空望远镜发现。^[6][5]

行星的命名规则根据靠近主恒星的行星顺序，依次命名为b、c、d、e、f、g、h等。“开普勒”发现的行星前面都冠以开普勒恒星名称，如开普勒20就是恒星名称，开普勒20b就是靠近开普勒20恒星的第2顺序的行星。^[12]

开普勒-22b是一颗行星，其半径大约是地球的2.4倍。然而，到2023年的修正数据显示其半径约为地球的2.1倍。^[3]关于该行星的质量和表面成分目前仍然未知，只有一些非常粗略的估计。根据估计，该行星的质量小于地球质量的124倍；而根据1σ置信区间下的估计，其质量小于地球质量的36倍。^[15]Kipping等人在2013年采用了一个模型来进行研究，但无法可靠地检测出该行星的质量（上限是52.8个地球质量）。^[16]截至2023年，对该行星质量的上限已被限制在9.1个地球质量范围内。^[2]

开普勒22b是一颗被科学家称为“水世界”的行星。它可能被归类为一颗“类海”行星，并与富含水的行星Gliese1214b相似。不同于Gliese1214b，开普勒22b位于宜居带，这意味着它可能具备适合生命存在的条件。^[17][15][18]

通过对其系统径向速度的测量，科学家们排除了该行星具有地球类成分的可能性，这一结论在至少1西格玛（∑）的不确定性范围内得到了支持。因此，开普勒22b很可能含有更多挥发性物质，其外壳可能是液态或气态的。^[17][15][18]

主恒星开普勒-22是一颗G型恒星，质量比太阳小3%，体积比太阳小2%。它的表面温度为5,518K（5,245°C；9,473°F），而太阳的表面温度为5,778K（5,505°C；9,941°F）。^[19]这颗恒星大约有40亿年的历史。^[20]相比之下，太阳有46亿年的历史。^[21]

开普勒-22的视星等为11.5，这意味着它太暗了，无法用肉眼看到。^[4]

当前可获得的开普勒22b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。^[4]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。^[2]

开普勒系外卫星搜索项目（HEK，The Hunt for Exomoons with Kepler ）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。^[16]

为了找到宜居星球，人类已经付出很多努力。科学家们列出了可能适合生命存在的行星的标准。^[22]

决定这一条件的主要因素是行星所在星系的类型，即恒星体积、有效温度和行星轨道。也就是说，可以在一颗特定恒星周围划分出适居区，适居区内缘以外的行星温度极高，行星表面的任何水分都会蒸发，例如水星；适居区外的行星温度极低，行星表面的任何水都会被永久性冻结。^[22]

第二个影响适居性的因素是行星的体积与质量。质量不及地球一半的行星无法拥有足够的表面重力以牢牢“锁住”维持生命的大气层，例如火星；质量是地球10倍以上的行星虽然能够拥有足够的表面压力，但同时也“锁住”了星系形成的基本元素氢和氦，最终成长为气态巨星。其他影响适居性的因素还有很多，其中包括大气的规模和构成(影响行星温度并保护其免受紫外线和宇宙射线侵害)，以及所在行星系统内的卫星及巨行星的影响，如是否可以保护其免受小行星撞击等。^[22]

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%。^[4] 但从开普勒22b的母星所发射出的光辐射比太阳少25%。^[5]综合考虑较近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。

科学家可以估计可能的表面条件如下：

在没有大气层的情况下，与地球的255K（-18°C）相比，它的平衡温度（假设有类似地球的反照率）约为262K（-11°C）。^[15]如果大气层提供与地球上类似的温室效应，那么它的平均地表温度将为295K（22°C）。^[23]如果大气层的温室效应强度与金星上的相似，那么它的平均表面温度将为733K（460°C）。

最近的估计表明，开普勒22b有超过95%的可能性位于由最近的金星和早期火星限制定义的经验宜居带（基于对这些行星可能支持宜居条件的时间的估计），但位于环绕恒星的传统适居带的概率少于5％（根据一维无云辐射对流模型估算）。^[16]

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。^[24]这种可能性促使SETI对外星生命的最佳候选者进行研究。^[25]

开普勒-22b的发现归功于NASA的开普勒太空望远镜，这是一个专门用于寻找太阳系外行星的太空望远镜。^[5]开普勒望远镜监测着大约15万颗恒星，记录它们亮度上的细微变化。如果是地球从太阳前方经过，遮挡的阳光大约会使太阳的亮度下降万分之一，而开普勒能够检测微弱到十万分之一的星光变化。^[26]

开普勒-22b凌日观察凌日日期^[15]注释2009年5月15日第一次被开普勒空间望远镜观察到凌日2010年3月1日第二次被斯皮策空间望远镜观察到凌日^[1]2010年12月15日第三次被开普勒空间望远镜观察到凌日2011年10月1日第四次被斯皮策空间望远镜观察凌日，时长7.4小时，正式确认该行星的存在

现有的人造航天器中以15.5千米/秒速度飞向600光年以外的“开普勒-22b”，大约需要1160万年才能抵达。就算是离太阳最近的恒.

星一半人马座比邻星，也需要8万年。因此，按照人类现有的技术水平想要移民这颗行星的可能性几乎为零。^[26]