根據天文學家的一項新研究，基于開普勒太空望遠鏡的數據，四分之一的類日恒星應該有一顆近似地球大小的行星，在恒星的宜居區内運行。

以行星和恒星為背景的開普勒太空望遠鏡概念圖。開普勒發現了4000多顆已知的系外行星中的1000多顆。現在，基于開普勒數據，科學家估計四分之一的類日恒星至少有一顆與地球大小相同的行星。

在我們的銀河系中，有多少地球大小的行星--在他們的恒星的宜居區(液态水可能存在的地方)軌道上運行的行星，存在于我們的銀河系中？近些年來，科學家們發現了數以千計的系外行星，現在他們對這個問題的答案有了更好的了解。賓夕法尼亞州立大學(Penn State University)根據開普勒太空望遠鏡(Kepler Space Telescope)的數據進行的一項新研究表明，每四顆類似太陽的恒星中，就有一顆應該至少有一顆大小與地球相似的行星，并在其恒星的宜居帶内運行。

這篇新的同行評議的論文描述了這些結果，發表在2019年8月14日的“天文學雜志”上。

顯然，這是一項令人興奮的研究！它對其他星球上存在生命的可能性有直接的影響。我們銀河系總共約有2000億顆恒星，其中約10%是類太陽恒星。那就是200億顆類似太陽的恒星，如果其中四分之一至少有一顆地球大小的行星，那光是我們銀河系就有50億顆！

開普勒-186f的想象圖，這是一顆地球大小的系外行星，圍繞一顆紅矮星運行，距離地球582光年。僅在我們的銀河系中就可能有數十億個這樣的世界。

更具體地說，研究人員估計，與地球大小相同的行星，從地球直徑的1/2到3/4，軌道周期從237天到500天，大約出現在四分之一的類日恒星周圍。考慮到不确定因素，他們認為未來的行星發現任務計劃的發生率範圍從低到每33顆恒星約有一顆行星，到幾乎每兩顆恒星有一顆行星。

根據賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學教授埃裡克·B·福特(Eric B.Ford)的說法：“知道我們應該期望多久才能找到具有給定大小和軌道周期的行星，這對于優化對系外行星的調查和設計即将進行的太空任務，以最大限度地提高它們的成功機會，是非常有幫助的。賓夕法尼亞州立大學在将最先進的統計和計算方法引入天文觀測分析以解決此類問題方面處于領先地位。我們的網絡科學研究所(ICS)和天體統計中心(CAST)提供基礎設施和支持，使這些類型的項目成為可能。”

到目前為止實際發現的大多數地球大小的行星都是由開普勒太空望遠鏡發現的。但就像福特解釋的那樣，它們可能很難找到：“開普勒發現了大小、組成和軌道多種多樣的行星。我們希望利用這些發現來提高我們對行星形成的理解，并計劃未來的任務，尋找可能适合居住的行星。然而，簡單地計算給定大小或軌道距離的系外行星是有誤導性的，因為找到遠離其恒星的小行星比找到靠近其恒星的大行星要難得多。”

Trappist-1行星系統(想象圖)距離地球39.6光年，至少有7顆地球大小的岩石行星，其中3顆位于宜居地帶。他們中的任何一個都存在生命嗎？

那麼，研究人員是如何利用開普勒的數據來确定可能有多少地球大小的，可能适合居住的行星呢？

他們設計了一種新的方法來推斷大小和軌道距離範圍很廣的行星的出現率，而不僅僅是研究的主要焦點行星。新的模型模拟恒星和行星的“宇宙”，然後“觀察”這些模拟的宇宙，以确定開普勒在每個“宇宙”中會發現多少行星。

研究人員進一步解釋道：我們使用了由開普勒确定的行星的最終目錄，以及歐洲航天局的GAIA航天器的改進的恒星屬性來構建我們的模拟。通過将結果與開普勒編目的行星進行比較，我們表征了每顆恒星的行星比率，以及這與行星大小和軌道距離的關系。我們的新方法允許團隊考慮到之前研究中沒有包括的幾種影響。

雖然開普勒觀測到的大多數恒星通常距離太陽數千光年，但開普勒觀測到的恒星樣本足夠大，我們可以進行嚴格的統計分析，以估計附近類太陽恒星的宜居區中地球大小的行星的比率。

還有多少個世界？有多少種可能的文明？

這項研究的發現現在可以用來幫助規劃即将到來的太空望遠鏡，如詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)，它将能夠研究其中一些世界的大氣，并尋找可能表明生命的生物标志物的迹象-氧氣或甲烷等氣體。

根據福特的說法：科學家們特别感興趣的是在大約地球大小的行星的大氣層中尋找生物标志物，這些行星在類太陽恒星的“宜居區”中運行。宜居帶是行星可以在其表面支持液态水的軌道距離範圍。在類太陽恒星的宜居地帶尋找地球大小的行星上存在生命的證據将需要一個新的大型太空任務。

不久前，我們還不知道是否有其他恒星有行星圍繞它們運行。現在我們了解到它們中的大多數都有，當涉及到與我們自己的太陽相似的恒星時，至少有四分之一的恒星有可能與我們自己的相似。

簡而言之：利用開普勒太空望遠鏡的數據進行的一項新研究表明，在我們的銀河系中，可能有大量地球大小的星球在其恒星的宜居區内運行。我們的銀河系總共有大約2000億顆恒星和大約200億顆類似太陽的恒星。如果四分之一的類日恒星中有一個至少有一顆地球大小的行星，那僅在我們的銀河系就有50億個這樣的世界！

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