星际移民的发现历史
2006年03月14日一批专门“猎星”的天文学家在银河系深处发现一颗和地球非常相似的行星，很可能会成为找到生命新家园的钥匙。这颗行星距离太阳系9000光年，体积大概是地球的13倍，质量和海王星差不多。它围绕着一颗红矮星运行，那颗红矮星是它的“太阳”，体积比太阳小一半、温度也比太阳低很多。
起初科学家以为这只是一颗普通的类地行星，但是经过研究发现，这颗行星和地球惊人地相似，简直就像地球的翻版。据科学家推测，这颗行星整体结构颇似地球，“内心”也是和地球一样的岩石核心，外层则包裹着岩石和其他成分。不过它的地表温度稍低，上面没有液态水只有冻结的冰。因此这颗行星又被称为“超级地球”。瑞士日内瓦天文台的科学家们2008年6月16日在法国举行的一次学术会议上宣布，他们发现了5颗新“超级地球”。在这次发现的5颗“超级地球”中，有3颗位于距离地球42光年外的绘架座及南剑鱼座方向，质量分别为地球的4.2倍、6.7倍及9.4倍。这3颗“超级地球”环绕一颗体积比太阳略小的恒星公转，公转周期分别为4天，10天和20天。第4颗“超级地球”围绕恒星HD181433公转，周期为9.5天。恒星HD181433还吸引了一颗类似木星、公转周期为3年的行星。第5颗“超级地球”的质量是地球的22倍，每4天公转一周。
自1995年发现第一颗“超级地球”后，天文学家又陆续探测到270多颗，大多如木星及土星般巨大，与地球大小类似的行星较少。由于多数“超级地球”距离我们太远，天文学家无法直接通过普通天文望远镜用肉眼观察，而只能依靠无线电波或者光谱分析等探测方式“间接测算”出“超级地球”的存在。 2009年12月16日，据美国媒体报道，一个由美国和澳大利亚科学家组成的国际研究小组近日通过对“凯克”望远镜和英澳电波望远镜的观测数据进行研究后发现，在邻近两个类日恒星系统中存在四颗类地行星，其中两颗被称为“超级地球”。研究人员认为，这一发现将为人类寻找可居住行星提供重要线索，人类在未来几年内发现可居住行星的希望将大大增加。
几年内或可找到宜居星球
在这四颗类地行星中，其中有两颗被称为“超级地球”，它们比地球质量大，但又比天王星和海王星质量小。这些“超级地球”的存在表明，发现一个与地球类似的适宜居住星球只是一个时间问题。
在这四颗新发现的类地行星中，其中有三颗位于恒星“61 Virginis”周围。“61 Virginis”恒星事实上相当于太阳的双胞胎兄弟，距离地球28光年，位于处女座中。在每年的这个时候，人们可以在太阳升起前的数小时内在夜空中观测到处女座。研究人员分别对这三颗行星可能的最小质量进行了估测。研究小组成员、澳大利亚新南威尔士大学天文学家克里斯-汀尼认为，“61 Vir b”的最小质量大约为地球质量的5.1倍，“61 Vir c”的质量大约为地球的18倍，而“61 Vir d”的质量大约为地球的23倍。汀尼认为，“其中最小行星的质量恰好处于超级地球的质量范围之内。这是在类日恒星周围第一次发现这样大小的行星。”此前，科学家们也曾在其他恒星周围发现过“超级地球”，但那些恒星却比太阳冷得多。
2009年12月22日天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”。天文学家认为这颗行星与此前在太阳系外发现的任何系外行星相比更接近地球。
中评社北京2009年12月17日电/新浪科技引述英国《每日邮报》报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。据信，这颗行星75%的表面区域被水覆盖，但由于温度太高，它无法支持地球型生命存在。有证据显示，这个“水世界”同样拥有大气层。天文学家认为这颗行星与此前在太阳系外发现的任何系外行星相比更接近地球。
通过测算行星穿过导致的亮度降低，科学家能够计算出一颗行星的密度并对其成分进行有根据的猜测。新发现的行星被命名为“GJ1214b”，据信表面四分之三区域被水和冰覆盖，留给岩石的区域只有四分之一左右。
哈佛-史密森尼中心研究生、天文学家查克里.伯塔发现了这颗有水行星。他表示：“尽管温度很高，但它仍旧是一个有水世界。与其它任何已知系外行星相比，这颗行星体积更小，温度更低并且与地球更为接近。”
科学家认为除了GJ1214b地表之外，一些东西一定阻隔来自母星的光线，它的周围可能是一个由氢和氦构成的大气层。借助于哈勃太空望远镜，天文学家可能确定这颗行星的成分。MEarth Project负责人大卫.查博内欧表示：“由于这颗行星与地球非常接近，‘哈勃’应该可以对大气层进行探测并确定其构成。幸运的话，它将成为第一个拥有已证实大气层的超级地球，虽然这个大气层可能对我们已知的生命并不友好。”
16日出版的《自然》杂志报道了这一发现。在刊登于《自然》的一篇文章中，著名行星猎人、美国加利福尼亚州大学杰弗里.马西教授对这个水世界可能呈现的景象进行了猜测。他写道：“它可能拥有深度极高的海洋，应该呈液态。由于母星赋予的热量，其表面温度达到190摄氏度左右。一个类似桑拿浴的蒸汽大气层也可能存在。”开普勒空间望远镜于去年3月升空，其设计旨在帮助寻找太阳系外行星。其工作原理是“掩星观测法”——当一颗或几颗行星通过其母恒星面前时，恒星的光被局部阻挡，其亮度会出现相应的轻微下降。通过开普勒望远镜前所未有的精确测光，它能检测出这种亮度变化并反推出掩星体，即行星的存在。
在对开普勒望远镜过去7个月来的数据进行分析之后，一个来自哈佛史密松天体物理中心的科学家小组发现了两颗围绕一颗编号为“开普勒-9”的恒星运行的行星目标。该恒星距离地球约2300光年。
其中一颗行星，编号为开普勒-9b，其围绕母恒星的公转轨道周期仅为19天。而另一颗，开普勒-9C，则要花费39天公转一周。
研究人员发现这两颗行星的公转轨道具有周期性的快慢变化。这意味着这两颗行星之间陷入了“引力共振”——它们相互之间的引力互相作用，进而影响各自轨道特性。使用这些数据，研究人员得以计算出这两颗行星的质量。计算结果显示，这两颗行星都是较土星稍重的气态巨行星。
但是当研究人员试着用这两颗行星的大小去解释中央母恒星发生的亮度损失时，它们惊讶地发现了另外一颗微弱的掩星体。检测到的这一微弱信号显示有一颗更小，轨道更靠近母恒星的行星存在于这一行星系中。其轨道公转周期为1.6天。这颗行星质量约相当于1.5个地球，并且是由岩石构成的类地行星。
但研究人员还不能就此庆祝，因为这样微弱的信号存在许多干扰因素。背景恒星或双星系统中的伴星都会产生类似的信号效果。“到目前为止，我们只能说，我们找到了一个非常有意思的信号，我们很希望我们不久就能取得更多的资料，”马特·赫蒙(Matt Holman)说。他是这项研究的首席科学家。
但即便这一信号最终被证实确实是一颗类地行星，人类也不太会希望在那里移民：根据其轨道位置推断，这颗行星的表面温度大约为1900摄氏度。2010年9月29日美国国家科学基金会的天文学家们9月29日宣布发现一颗迄今为止与地球最类似的星球，它的部分区域环境与温度适合人类居住。
这颗名叫Gliese 581g的行星位于天枰座星群，环绕比太阳小许多的红色恒星Gliese 581运行。该恒星距离地球20光年，天文学家目前已经找到6颗绕Gliese 581运行的行星。另外5颗（Gliese 581b到Gliese 581f）都不位于“Goldilocks zone”（可居住区）内，然而这颗正好在可居住区内，它的温度不会太热或太冷，这样液态水就可以形成海洋、湖泊和河流。
Gliese 581g很可能是一颗岩石星球，表面或许有水和大气层，它的直径大约是地球的1.2到1.4倍，质量大概是地球的3.1到4.3倍，引力与地球相近，其表面平均温度在零下31度到零下12度之间。它所围绕运行的这颗红矮星的温度只有太阳的1/50，体积是太阳的1/3。Gliese 581g绕其“太阳”运行一圈只要37天，而且它的一面是永远对着“阳光”，另外一面则永远处于黑暗之中。所以它朝阳的这面可能很热，温度可达100多度，背光的一面的温度则可在零下几十度。
对于生命或未来的人类移民而言，最合适的位置是“灰色”地带——Gliese 581g的黑暗与光明的过度带。根据其经度的不同，许多生命都可以找到适合它们出现和进化的稳定的气候环境。
天文学家们目前已经找到了将近500颗太阳系外的行星，它们几乎全部都是太大，由气体而不是岩石构成，而且温度对我们认知的生命而言不是过热就是过冷。宾夕法尼亚州立大学天文学家贾斯汀说：“这是第一颗让我真正感到很激动的行星。”他认为这颗行星非常适合孕育生命。
在其它星球上发现生命不等于就发现了外星人，但即使是在外星球发现一个单细胞细菌都会震动地球生命唯一性的观点。关于这颗行星，我们还有很多问题没有回答。科学家们还不能证实它上面是否有水，它的大气组成是什么，但因为它的环境对液态水的存在而言是很完美的，而且在地球上似乎是有水的地方就有生命，因此贾斯汀相信“这个星球上存在生命的可能性是100%”。
相对而言，发现这颗行星所用的时间不长，难度也不大，天文学家们认为还有数百万个这样的类地行星等待我们去探索。Gliese 581g的发现是基于夏威夷W. M. Keck天文台11年观测的结果，现代先进的科学技术与传统的地面望远镜的结合继续在系外行星探索方面发挥着重要作用。 2011年5月初由麻省理工、哥伦比亚大学、哈佛、加州圣克鲁斯分校组成的国际天文学家小组正式公布了发现成果：通过加拿大MOST空间望远镜发现距地球40光年处的55 Cancri A行星系统中的一颗“超级地球”，比地球大60%，质量是地球八倍，密度是地球两倍的固态行星，形似真实版的潘多拉星球。
艺术家笔下的“超级地球
该行星编号为：55 Cancri e，环绕着编号为55 Cancri A的恒星，公转一周仅需18个小时。也就是说，在该行星上生活，根本不需要日历，记得带一块手表即可。而且看到的太阳比地球上看到的大60倍，亮度大3600倍。行星表面温度2700摄氏度，麻省理工的天文学家认为如此高的温度不可能存在大气结构，但也有一些科学家相信足够强的引力能留住部分大气。由于主恒星有着较高的亮度，所以能进行许多较为敏感的测量，对科学家来说，该行星是个完美的实验室，可以对行星形成、演化以及整个生命周期进行充分研究。
这颗行星是不能被直接观测到的，即使是功能强大的望远镜。而该行星系统中的恒星，即55 Cancri A，在未来的两个月内，如果在一个天气较好的夜晚，是能被肉眼观测到。
由55 Cancri A恒星构成的行星系统，第一颗行星于1997年由加州的一个研究小组发现，命名为55 Cancri b。在其后的五年内，该小组又发现了另外两颗行星，也就是55 Cancri c和55 Cancri d，到了2004年，德州的研究小组发现了55 Cancri e，最近发现的一颗在2008年，也是该行星系统第五颗行星：-55 Cancri f。
这五颗行星的发现过程都是基于多普勒技术，恒星由于附近行星的引力作用，会产生摇摆现象，进而通过测量星光波长的变化确定行星的参数。去年，哈佛的天文学博士研究生Rebekah和加州圣克鲁斯分校的系外天体专家Daniel，重新分析了2004年的数据，认为55 Cancri e的轨道周期要比原先认为的要小，之后麻省理工学院的Winn和史密森天体物理中心的Matt Holman天文学家申请动用MOST空间望远镜进行观测，发现凌日现象发生周期只有17小时41分，符合前者的分析，而恒星光线在每次凌日时只变暗1/5000，这些数据还得出了结论：这颗行星的直径大约在21万公里，比地球大60%左右。
这个发现使得哥伦比亚大学天文学家Matthews教授十分兴奋：就如同《星际迷航》中Kirk船长所做的事情一样，我们（科学）最终将赶超科幻。 2013年8月，美国麻省理工学院（MIT）研究人员发现一颗有着极短轨道周期的系外行星，[1]正围绕天鹅座中一颗名为Kepler-78的恒星飞快地旋转，经过测算发现，其大小和质量甚至组成成分都和地球非常相似，这也是首次发现与地球如此相似的行星，故天文学家称这颗行星为“地球兄弟”2014-04-18日美国科学家在太阳系外发现了类地行星Kepler-186f，其类地程度是目前发现的类地行星中最高的。
据报道，美国国家航空航天局(NASA)的科学家们用开普勒太空望远镜发现了这颗类地行星，并将其命名为Kepler-186f。它的大小与地球相似，并在一个适合人类居住的轨道上绕着其系内恒星Kepler-186运行。
来自哈佛大学的系外行星研究专家大卫·沙博诺(David Charbonneau)指出，Kepler-186f距离地球500光年，是开普勒太空望远镜“最重要的发现之一”。尽管已知它比地球大10%，但它的组成成分仍有待进一步探究。而来自美国国家航空航天局艾姆斯研究中心( NASA Ames Research Centre)的首席研究员Elisa Quintana进一步指出，“Kepler-186f位于恒星辐射强度及频率均适中的宜居带，这暗示着它很可能像地球一样有大气层，其地表也可能存在水，并且可能存在液态水。截止到2009年，人类已经发现了270多个与地球一样围绕着恒星旋转的行星。在这些行星当中，有相当一部分的重量都在地球的5倍到15倍之间，而且在这些“超级地球”当中也有许多是和地球一样由岩石构成的，而且还拥有大气层，拥有岩石地表而不像木星是气体行星。它们当中的一部分年龄并不是很大，而且它们表面的温度变化很大。科学家认为这些“超级地球”形成于宇宙中的“暴风雪”，只有这些暴风雪才能在过去的几十万年里为这些行星穿上厚厚的冰衣，从而使这些行星得以生存至现在。
而这些所有“超级地球”都拥有自己的星盘和大气，其中一部分是围绕着一颗恒星运转。岩石行星在靠近其围绕恒星的一侧就比较温暖，反之另一面就非常寒冷。这些行星年轻的时候，它们围绕的恒星都比较稳定，随着它们的不断增长，温度也会发生变化，人类想要移民到那些星球目前的科技是不可能的，人类想要在地球没有毁灭之前移民到其他星球，必须要先保护地球。
行星的“伯乐”:行星猎人
行星猎人最开始是在太阳系中寻找行星，寻找其他恒星周围的行星始于1988年，为了更好的观测，2009年发射了开普勒望远镜。开普勒已确认行星的数据库包含了4，000多个世界。2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜接替开普勒的工作，致力于发现更多行星。
图源：NASA
现代天文学有一个新兴的宏伟的科学计划：行星猎人计划。他们往往是整个团队，借助地面和太空望远镜，去探索远在银河系外的数个星系中的行星。那些新发现的星体，正在扩大我们的理解：行星是如何在其他恒星的周围形成的？在银河系中究竟有多少太阳系外行星（通常称为系外行星）？
图为由哈勃空间望远镜拍摄的系外星系M77。图源：bjp
寻找太阳系内的其他行星
图为好奇号拍摄的火星全景。图源：pjb
寻找太阳系外行星
寻找系外行星的任务开始于1988年。在两颗恒星和一个脉冲星周围，天文学家发现了行星的迹象。直到1995年，当时日内瓦大学的天文学家米歇尔·马约尔和迪迪尔·奎洛兹宣布：首次发现一个围绕主序星飞马座51的系外行星。他们的发现证明了在银河系中存在围绕类太阳恒星运行的系外行星。在那之后，寻找行星的过程继续，天文学家使用了多种方法，发现了更多的行星。其中包括径向速度技术：行星绕恒星旋转时轻微的引力会引起恒星光谱摆动。这个技术通过寻找在恒星光谱的摆动测速。除此之外他们还利用当一颗行星“遮挡”恒星时，产生的星光的调光来测速。
许多小组参与了对恒星的观测研究，以找到他们的行星。有45个基于地面的行星猎人项目已经发现了450多个行星。其中之一是引力透镜探测网络，该网络与微透镜后续观测网络合并，用于寻找引力透镜（当恒星被大型物体，例如其他恒星或行星所围绕时发生的情况）。也有另一组天文学家组成了一个称为光学引力透镜实验室（OGLE）的小组，该小组也使用地面望远镜寻找行星。
图为艺术家对OGLE-2006-BLG-109行星系的构想。图源：astronomy
行星猎人进入太空时代
在系外恒星周围寻找行星是个艰苦的过程。地球的大气层导致很难捕捉到微小的物体，这使观测难度增大：恒星又大又亮，而行星又小又暗，他们可能会在星光的照耀下“迷路”，因此难以获得直接的图像。空间观测会提供更好的条件和视野，在现代行星猎人计划中，使得用仪器和照相机进行测量成为可能。
哈勃空间望远镜对许多恒星进行了观测，并且像斯皮策太空望远镜一样，也被用于寻找系外行星。到目前为止，生产力最高的行星猎人是开普勒望远镜。它于2009年发射，历时数年，在天鹅座、天琴座和德拉科星座的方向上搜寻了太空中的一小部分行星。在稳定陀螺仪陷入困境之前，它找到了成千上万的行星候选者。它正在搜寻太空其他区域的行星，在开普勒望远镜已确认行星的数据库中有4000多个行星。根据开普勒望远镜的发现，据估计，银河系中几乎每一个类太阳恒星（加上许多其他类型的恒星）周围都有至少一颗类地行星。除此之外开普勒望远镜还发现了许多其他较大的行星，通常被称为超级木星、热木星和超级海王星。
图为斯皮策拍摄的三叶星云。图源：bjp
超越开普勒望远镜
尽管开普勒望远镜一直是有史以来生产力最高的行星猎人之一，但最终也将停止运转。届时，其他任务将被接任，包括将于2021年发射的凌日系外行星巡天卫星（TESS）和将于2021年进入太空的詹姆斯·韦伯空间望远镜。此后，由欧洲航天局建造的“恒星的行星凌日和振荡”任务（PLATO）将在21世纪20年代的某个时候开始。随后是宽视场红外勘测望远镜（WFIRST），它将在21世纪20年代中期开始搜寻行星和寻找暗物质。
图为LDN 1622:猎户座中的暗星云。图源：bjp
不论是在地面还是在太空，每个行星猎人任务，都是由天文学家组成的团队“搜寻”的。他们不仅会寻找行星，而且希望最终能通过望远镜和航天器获取能够揭示这些行星状况的数据。并且希望寻找到像地球一样可以支持生命存在的行星。
作者: Carolyn Collins Petersen
FY:青云
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NASA发现宜居行星,距地球100光年,人类可以到达吗
在今年初美国天文学会第235第二年大会上，美国航天局（NASA）公布，其凌日系外行星巡天通讯卫星（TESS），也就是大家常说的“大行星猎人”太空望远镜，在间距地球上101万光年处发觉了一颗处在宜居带、和地球大小非常的大行星（TOI 700d），据推断上边很有可能遍布有液态水，造成了天文学界的普遍关心。
依据凌日法观察和研究该颗大行星紧紧围绕着剑鱼座中的一颗红矮星TOI 700开展自转，公转周期仅为37天，直径大约为地球上的1.2倍，品质大概是世界的1.7倍，处在行星TOI 700系统软件的宜居带内，而从TOI 700行星得到的动能，大概是地球上接受到太阳辐射量动能的86%上下。尽管TOI 700d间距母行星较近，处于恒星系宜居带的里侧。
但因为行星的环境温度较低，接纳行星辐射源的抗压强度反倒并不大。理论上大行星表层的总体环境温度应当仅比地球上低一点，表层具备地球大气层的概率也非常大。有关宜居行星已经没有第一次看到了，中后期技术专业检索大行星的开普勒望远镜发觉的宜居行星都多的不要不要的的，例如以前热呼呼了好一阵子的超级地球：开普勒452b但因为行星的环境温度较低。
接纳行星辐射源的抗压强度反倒并不大。很遗憾它在间距1400万光年之外，但本次发觉的TOI 700 d大行星却不一样，间距地球上仅有100万光年，这促使诸位黯淡起来的目光有一次闪耀下去！一颗大行星上要想问世性命，适合的自然环境是必备条件。宜居带指是是间距行星一切顺其自然，可以确保大行星上存有比较稳定的液态水，及其可以读取到合适的行星辐射能。
山顶上的星猎人开始搜寻系外行星,它们真的存在吗
其实，山顶上的星猎人并不是真正的猎人，他们是真实存在的一些捕捉系外行星的设备，这些仪器能够通过测量行星引力引起的恒星光谱变化，探测系外行星。这样的技术非常的难，所以只有少数的国家掌握，而且只有一些地方在进行最成熟的研究。对于这样的科技，我国到底有没有涉入以及开始研发，我并不了解，但是我知道最新研发这些科技的是英国剑桥大学的天文学家，这是一种可选择的技术，在行星通过的轨道上会留下他的一些痕迹。在我们过去的这些年当中，这些行星猎人已经发现了很多个我们不知的行星。这些行星全都是太阳系之外的行星，这对我们天文学的研究具有非常大的意义，这也可能很好地促进各国天文学的发展，以我国的天眼为例，他只能够发现太阳系内一些行星或者说恒星，很难发现太阳系之外的物体。从这一点就可以看到，这样的设备是对我们天文学有多么重大的作用，我们从更大的角度来说，天文学家们普遍都相信，在我们的宇宙当中存在的其他的生命体，只不过与我们生活的星球环境不同，所以他们在积极的寻找的适合人类生存的第二星球。
这对于我们人类的未来是非常有利的，而且我们在研究太阳系之外，星球的时候也可以很好地研究，我们地球以及太阳系内许多星球的一些现象，比如说太阳系和地球的演化。科学家也表示，这些星猎人一次可以测量上千颗恒星的亮度，并能分析这些恒星并从中找到年轻的恒星，以及正在老去的恒星，而且做这些分析的时间只需要20秒的时间，它就可以完成一日测量工作。