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第74章 开普勒的困境（第3页）

开普勒星系知识

- 开普勒-51星系：位于天鹅座，距地球约 2620 光年。由一颗类太阳恒星与三颗行星构成，恒星质量约为太阳的 0.985 倍，半径约 0.881 倍，表面温度 5662K，金属丰度 +0.04dex。三颗行星质量仅数倍地球质量，但体积与木星相似，密度极低，约为木星的 1/20，被称为“超膨胀行星”。

- 开普勒-90星系：在天龙座，距地球约 2545 光年。中心恒星是黄矮星，质量约 1.13 倍太阳，半径 1.2 倍太阳，表面温度 5930K，金属量低于太阳。该星系有 8 颗行星，行星系结构类似太阳系，内有小行星，外有大行星，不过行星距恒星更近，排列更紧凑，轨道周期短。其中六颗内行星是超级地球或迷你海王星，两颗外行星是气态巨行星。

- 开普勒-22星系：其恒星类似太阳，位于天鹅座，距地球约 635 光年。质量、温度与太阳相近，光谱类型 G 型，处于主序星阶段。该星系的开普勒-22b 行星位于宜居带，质量是地球的 36 倍，大小是地球的 2.5 倍，一年约 290 天，表面温度可能在 15 - 22 摄氏度，被视作潜在宜居行星。

开普勒太空望远镜

- 发射与退役：2009 年 3 月 7 日发射，用于探寻环绕其他恒星运转的类地行星，通过观测行星凌星现象等助力系外行星探索，2018 年 10 月 30 日退役。

- 成果：服役期间观测到候选系外行星 5000 多颗，经审查确认 2662 颗。发现多种类型行星，包括大量类地行星（如开普勒 186f 大小约为地球 1.1 倍且在宜居带，开普勒 1649c 大小和温度与地球相似）、多行星系统（如首个 6 行星恒星系统与有 8 颗行星的开普勒-90 星系）、特殊行星（如首个绕双恒星运行行星与超短周期行星），还精确测定了一些行星质量和体积（如开普勒 78B），发现超轻气体行星（如开普勒-51 系统中的行星），有力支持了行星形成和演化理论研究。

- 工作原理：基于凌日法，当系外行星在母星与地球间经过时，遮挡母星光线致其亮度下降，通过精确测量光度变化发现行星。其光度计敏感，光线经主反射镜反射到 9500 万像素焦平面阵列传感器，传感器每 6 秒记录光子数量并上传计算机存储分析。观测策略上视场宽，可同时监测众多恒星，覆盖天鹅座和天琴座大片区域，并将恒星分区长期观测。

- 结构组成：

- 光学系统：主镜直径 1.4 米，85%中空减轻重量，有效收集聚焦光线；太空分光计孔径 0.95 米，分光助于了解恒星光谱特征；CCD 探测镜由 42 个 2200x1024 像素电子耦合器组成，共 9500 万像素，记录光度变化；带通覆盖 430 - 890 毫微米可见光和近红外波段；优质制导传感器含 4 个电子耦合器，确定望远镜指向跟踪目标恒星。

- 机械结构：反作用轮控制姿态指向；太阳能电池板供电；遮光罩阻挡杂散光。

- 数据存储与传输系统：科学数据存储超 60

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