發(fā)現(xiàn)行星

2009年5月12日，開普勒太空望遠(yuǎn)鏡在剛剛開始科學(xué)運(yùn)作的第三天，就觀察到了Kepler-22b在其恒星前的第一次凌星。2010年12月15日發(fā)現(xiàn)其第三次凌星。之后，斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和地面觀測(cè)提供了更多的確認(rèn)數(shù)據(jù)。2011年12月5日，公布該顆行星的發(fā)現(xiàn)。威廉·伯魯奇(William Borucki)是NASA加州艾姆斯研究中心的科學(xué)家，也是開普勒望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目的首席科學(xué)家，正是他領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)發(fā)現(xiàn)。

質(zhì)量和半徑

開普勒22b的半徑大約是地球的2.4倍。它的質(zhì)量和表面組成仍然未知，僅建立了一些非常粗略的估計(jì)：在3σ置信極限下，它質(zhì)量小于地球質(zhì)量的124倍，在1σ置信區(qū)間下，它質(zhì)量小于地球質(zhì)量的36倍。Kipping等人采用的模型。（2013）無(wú)法可靠地檢測(cè)到質(zhì)量（最佳擬合值僅比1σ置信區(qū)間稍大）。

被科學(xué)家稱為“水世界”的開普勒22b可能是一顆“海洋行星”。盡管開普勒22b與GJ 1214 b不同，但它也位于適居帶，因此它可能也與富含水的行星GJ 1214 b相類似。通過(guò)對(duì)恒星系統(tǒng)的徑向速度測(cè)量，已經(jīng)排除了少于1σ不確定性的類似地球的組成。因此，它可能具有更易揮發(fā)的，具有液態(tài)或氣態(tài)外殼的成分；這將使其類似于已知的最小氣體行星開普勒-11f。

軌道

開普勒22b是圍繞開普勒22公轉(zhuǎn)的太陽(yáng)系外行星。位于天鵝座，距地球約587光年（180秒差距）。它是由開普勒太空望遠(yuǎn)鏡于2011年12月發(fā)現(xiàn)的。 

母恒星開普勒22是一顆G型恒星，其質(zhì)量比太陽(yáng)小3％，體積小2％，表面溫度為5,518K（5,245°C），而太陽(yáng)的表面溫度為5,778 K（5,505°C）。這顆恒星大約有40億年的歷史。相比之下，太陽(yáng)已有46億年的歷史。開普勒22的視星等為11.5，這意味著它太暗而無(wú)法用肉眼看到。

當(dāng)前可獲得的行星軌道參數(shù)僅有軌道周期（大約290天）和傾角（大約90°）。從地球上看，開普勒22b可以在其母恒星的圓面上定期通過(guò)發(fā)生凌星現(xiàn)象。為了獲得有關(guān)行星軌道細(xì)節(jié)的更多信息，需要使用其他行星探測(cè)方法，例如徑向速度法。自從發(fā)現(xiàn)以來(lái)已在行星上執(zhí)行過(guò)此類方法，但這些方法尚未檢測(cè)到行星偏心率的準(zhǔn)確值，因此（截至2012年3月）天文學(xué)家僅設(shè)置了該行星質(zhì)量的上限。

開普勒系外衛(wèi)星搜索項(xiàng)目（HEK，The Hunt for Exomoons with Kepler）研究了開普勒太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)該行星的光度測(cè)定，為了找到任何可能由軌道衛(wèi)星引起的凌星時(shí)間和持續(xù)時(shí)間變化的證據(jù)。不過(guò)結(jié)果是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種變化，因此排除了質(zhì)量大于0.54地球質(zhì)量的開普勒22b衛(wèi)星的存在。

適居性

開普勒22b距離其母恒星開普勒22的距離要比地球距離太陽(yáng)少15%。但從開普勒22b的母星所發(fā)射出的光輻射比太陽(yáng)少25%。綜合考慮較遠(yuǎn)的平均距離和較低的光輻射，行星表面存在適合生命生存的溫度，假定該行星表面沒(méi)有極端的溫室效應(yīng)加熱。

科學(xué)家預(yù)測(cè)如果該行星無(wú)大氣層，其表面熱平衡溫度大約是-11°C。如果有類似地球因?yàn)榇髿鈱釉斐傻臏厥倚?yīng)，該行星表面的溫度大約是22°C。但如果開普勒22b在高度橢圓的軌道上運(yùn)行，其表面溫度變化將非常大。最近的估計(jì)表明，開普勒22b處于以當(dāng)代金星和早期火星限定的經(jīng)驗(yàn)宜居帶中的可能性超過(guò)95％（基于這些行星何時(shí)可能支持宜居條件的估計(jì)），但位于環(huán)繞恒星的傳統(tǒng)適居帶的概率少于5％（根據(jù)一維無(wú)云輻射對(duì)流模型估算）。。

要注意的是，開普勒22b可能因?yàn)槠潴w積過(guò)大而難以存在生命。其狀態(tài)可能比較不像地球，反而較接近海王星，擁有一個(gè)巖石核心和液體與氣體混合的表面，或者完全是液態(tài)海洋的表面。無(wú)論如何，開普勒項(xiàng)目的一位科學(xué)家娜塔莉·巴塔爾哈（Natalie Batalha）推測(cè)“如果行星主要是海洋，巖石核心很小，那么在這樣的海洋中生存生命就不會(huì)沒(méi)有可能?！薄Ｔ撔行谴嬖谏目赡苄源偈筍ETI在將要執(zhí)行的研究中把開普勒22b列為優(yōu)先選項(xiàng)。

這顆行星并不像國(guó)內(nèi)一些媒體所傳的那樣，是“首顆適合居住的類地行星”。NASA的官方網(wǎng)站在發(fā)布這一消息時(shí)，使用的標(biāo)題是“NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star”，正確地翻譯成中文應(yīng)該是“NASA開普勒計(jì)劃證實(shí)它的首顆位于類太陽(yáng)恒星宜居帶中的行星”這里的“首顆”，指的只是開普勒計(jì)劃證實(shí)的首顆，而并非天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的首顆宜居行星。

開普勒探測(cè)器必須觀測(cè)到4次星光變暗，才能確定這一現(xiàn)象確實(shí)是由行星遮擋星光所致——這一步驟就叫做“證實(shí)”。在2011年2月開普勒公布的行星候選者中，可能位于“宜居帶”中的共有54顆，而此次宣布的“開普勒-22b”就是其中第一顆得到證實(shí)的行星。在最新公布的行星候選者中，可能位于“宜居帶”中的仍有48顆。因此，這也是最適于人類宜居的星球。