国家航天局验收天琴一号，像开普勒22b这么大的超级地球能住人吗？
“像开普勒22b这么大的超级地球能住人吗？”这个问题其实是一个天文学的问题，天文学的问题其实就应该用天文学的研究方法来解决。那天文学的研究方法是什么呢？
说白了就是模型思想。你会发现天文学有许许多多的模型，太阳模型，恒星模型，超新星模型，宇宙学模型等等。
而研究是不是适宜人类居住的，也有模型，这个模型就叫做宜居带模型。很多时候，我一说起宜居带，就基本上会以为就是离恒星够不够就行。实际上，这个问题并不那么简单，远比我们现象中的复杂。
我今天就带着你通过研究开普勒22b来了解一下这个“宜居带”模型到底是咋回事？
一个合格的类地行星都需要满足哪些指标？首先，我们要弄清楚，宇宙中都有许多潜在的危险，如果这些危险经常发生，其实就很难生命长期存活下去的。因此，一个类地行星至少有以下几个条件：
1，长期稳定的恒星
2，合适的位置
3，具备地磁场
4，一个和自身相比并不小的卫星
5，拥有大行星的庇护
6，液态水
7，合适的大气层
以上这些条件缺一不可，那具体是为什么呢？我们来一条条说说看，
长期稳定的恒星恒星其实都有寿命的，太阳大概是100亿年，属于黄矮星，如果恒星太大，那寿命就会短很多，没多久就完蛋了，那就不适宜。如果恒星太小，比如：红矮星。他们的寿命可以达到1000亿年，看起来很赞，但实际上也不行，这是因为它们的辐射强度太弱，如果要获取足够的能量，就得很接近，这个时候，就很有可能被潮汐锁定，地球和月球之间就是潮汐锁定的关系，月球一面一直朝着地球，试想一下，如果地球一面一直朝着太阳，那感觉是不是很酸爽？
那究竟要啥样的恒星合适呢？
科学家其实也给出了他们的研究成果，不过在此之外，我们要先来了解一下恒星的分级，大致是这样的，有一个MK分类系统，把恒星按照表面温度从高到低对应着质量从打到小来排，大概有：
7大类：O、B、A、F、G、 K、M10个小类：0~10太阳就是是G2，科学家发现，比F0大的恒星，都短命。比K5更小的恒星，在宜居带内的行星就容易潮汐锁定。所以，最佳的是大于K5 ，小于F0的序列。
而开普勒22b的恒星，是开普勒22，它其实和太阳差不多，是G序列内的恒星，因此，这一条，它是合格的。
合适的位置除了，恒星的要求之外，恒星在星系中的位置也很重要，离得太近，很容易遭受高能辐射，这是因为星系中心密度比较大，有很多大质量天体，甚至是黑洞。所以，对生命并不友好。当然，也不能太远，这样就不太可能会有重元素。
而开普勒22的位置还好，是属于星系宜居带内的，所以也符合要求。
除了星系中的位置，还有在恒星系中的位置，不能太近也不能太远。地球和火星就处于这个范围。
而开普勒22b，在它的恒星系中，是出于宜居带内的，所以这一点上，它也是符合要求的。
地磁场为什么要说地磁场呢？
因为这非常重要，其实恒星都是不好惹的，太阳动不动就来一波太阳风，如果没有地球场，那行星就只能直接面对太阳风的袭击，这要很有可能把行星上的生命一波流全带走。
那开普勒22b有没有地磁场呢？事实上，现在我们还没办法确定，不过它拥有的是一个岩石核心，所以，大概率是不太可能拥有地磁场的。
一个和自身相比并不小的卫星我们地球之所以人类可以生存的得这么舒适，主要有个原因就是月球。如果没有月球，其实可能没有人类，而月球其实和太阳系中其他的卫星比起来是有很大不同的，因为它相对于自己的主星地球是属于比较大的，其他的卫星和自己的主星比起来，个头实在太小。
这的主要原因就是，月球是撞出来的，在地球形成之初，有个叫做忒亚的小行星一头撞上了地球，剩余的碎片在引力的作用下形成月球，
这一撞使得地球的自转有了倾角，这才有了四季。而如果没有倾角，地球可能会像陀螺那样晃来晃去。
那地球的气候将会飘忽不定，这也是非常不利于生物生存的。除此之外，没有了月球，潮汐也就几乎会停滞，那海水就会涌入到很多其他的地方，这也是很不利的。
因此，有个比例较大的卫星，其实是生命得以延续的保证。
目前来说，开普勒22b是否有卫星，我们还没有办法知道。
拥有大行星的庇护其实宇宙常常会有很多小行星和陨石，很多恒星系内其实都有小行星带。因此，一颗行星遭受小行星和陨石的袭击是正常的。但是，这其实是很不利于生命的繁衍，毕竟不用非常的小行星撞到地球上产生的能量，也足以摧毁整个地区的生命。如果，很大的小行星撞到地球上，那简直就是灾难，恐龙就是这么灭亡的。
不过，事实上，地球并没有非常多的袭击，最严重的那次还是650年前，这是因为有木星的庇护，他就好像一个守门员一样，火星轨道外侧，用自己的引力牵制住了小行星和陨石，这才得以保全地球不会经常受到威胁。
之前，奥陌陌进入太阳系，也是在木星的引力弹弓下，被加速甩了出去。
那开普勒22b外围有没有一个大质量的行星呢？其实，现在并没有或得到相关的观测数据。
液态水液态水的重要性是不言而喻的，尤其是对于人类来说，好消息是开普勒22b是一颗含水量十分充足的行星，甚至，科学家一度认为这颗行星应该是表面都是水。
合适的大气层最后就是大气层，其实这就和行星自身的指标有关了。我们可以一起来说，其实开普勒22b的各种参数指标，我们都还没有办法确定下来，现在唯一能确定的是它的体积要比地球大得多。至于重力，大气层都没办法确定。
如果它没有大气层，表面平均温度大概是零下11度左右。如果有大气层，成分与地球类似，则温度应该会在22度左右。当然，如果没有大气层，那宇宙射线分分钟就可以把行星上的生命带走。
最后，我们来总结一下，如果开普勒22b符合条件的是有一颗稳定的恒星，以及好的位置，还有液态水。而目前来看，行星自身的参数，诸如重力和大气压，我们还没办法确定。而是不是有卫星和大质量恒星以及地磁场，我们现在还不得而知。所以，我们并不能下判断认为它是宜居的。
能不能跟着星际小行星去外星系？
我发现这问题越来越有意思了啊，还是画图吧。
假设有一颗小行星穿越太阳系。我们来随便模拟一种登陆小行星的方案。初始状态如下图。（现画的示意图，不严谨还请谅解）
中心是太阳，圆形是地球轨道，外面圆弧是小行星掠过太阳系的轨道。
从地球上发射航天器，按照蓝色轨迹加速。为什么要这样的加速轨迹呢？我们继续画。
等到地球大致转到这个位置的时候，我们的航天器要加速飞向太阳。
使其围绕太阳运行，然后在近日点加速，使其最远端轨道接近小行星。
在小行星快要经过近日点时，航天器的轨道最高点要切过小行星的轨道。
然后在小行星到达之前，在远日点不断重复加速。使航天器轨道在小行星经过的时候两者相对速度尽量的小。这样才能实现航天器软着陆在小行星上。（轨道仅用来演示哈，实际可不是这么规则的）
看到这里是不是已经蒙了。我们不妨来回忆一下刚才的过程。
我来提醒一下思考方向，这次发射计划中，小行星起到了什么作用呢？
只是起到了一个目标的作用，也就是说，把小行星去掉，航天器依然会和小行星曾经的轨道重合，自己飞出太阳系。
小行星就像疾驰的列车，它是不会停下来等你的。如果你想搭乘这趟列车，你必须在这趟列车经过的时候，自身能达到追上这辆列车的速度。
这是太空，等你追上了，你想停也停不下来，你也就变成了列车。搭不搭乘都一样能飞出太阳系。
什么？你要在轨道上等待小行星过来然后降落？
你能扒住全速行驶的高铁，我现在就删帖，啊不对，删文章。
当然，没准哪天有缓慢的小行星，以正好不被太阳捕获的速度经过的话，我们可以邀请印度去追赶。毕竟在这方面，人家竟经验丰富。
人类目前的航天技术，还无法制造出能追的上小行星的航天器。所以暂时无法搭乘这趟列车。等到技术足够了，依然不需要搭乘，自己就可以飞出去。
回答完毕。文中所举例均为科普所用，专业人士请务必回避。
不足之处还请指出。
太阳是怎么样形成的？
生命总是死而复生，地球只是它的一个驿站，它终将延伸到浩瀚的星空。
造就第314位讲者 陈鹏飞
长江学者
南京大学天文与空间科学学院教授
当我告诉别人我是研究太阳的，很多人都觉得太不可思议了。
太阳怎么研究？有什么可研究？不就是一个大火球在那儿吗？
在浩瀚的宇宙中，太阳是无数颗恒星中很普通的一颗，但却是离我们最近的一颗。
如果你透过望远镜去看太阳，你会发现它跟我们肉眼看到的以及想象中的，都完全不一样。因为太阳有很多爆发活动，会对地球产生影响，我们通过研究这些爆发现象的规律，能够更好地了解人类在宇宙中的生存环境。
两千多年前，以亚里士多德和特勒密为首的科学家认为太阳以及所有的行星都是绕着地球转的；到了文艺复兴时期，以哥白尼和伽利略为首的科学家认为太阳才是中心，行星都绕着太阳转；现在我们知道，其实是太阳带着八颗行星在绕着银河系转。
但即使在地心说盛行的时代，人们依然强烈地崇拜太阳，为太阳建造神庙，我们中国也有很多关于太阳的传说，比如后羿射日、夸父追日等等。这是为什么呢？很简单，因为太阳是生命的源泉。
01 太阳光太阳光照到地球附近，它的能量大概是每平方米1360瓦，除去被大气吸收和反射的部分，大约有一半能量照射到我们地球表面。如果没有太阳，地球在一个星期之内温度会降到零下20多度，再过几个星期、几个月，会降到零下200多度，生物无法生存。
太阳为什么会发光呢？是因为在太阳核心四分之一半径的地方，由于高温高压发生氢的聚变反应，四个氢原子撞到一起变成一个氦原子，质量减少了千分之七，根据爱因斯坦那个著名的公式——能量等于质量乘以光速的平方（E=mc^2）可以算出，太阳每秒钟减少的质量大约为40亿公斤。
很多人听了是不是觉得很可怕，会不会太阳明天就要缺一个角，后天就没了？不用担心，这对太阳的一生来说只是九牛一毛。少掉的这一点点，转变成了巨大的能量，所以太阳才发光。
02 太阳黑子如果从望远镜里看，太阳表面还有一些小黑点，它是太阳表面磁场聚集的地方，我们称之为“太阳黑子”，一个普通的黑子大约是地球的三四倍大，它的形成和数量都不是恒定的，而且随着黑子数量的浮动，太阳的亮度也会发生改变。
这张图显示的是1978年到2004年的黑子数变化，你会发现一个大约为期11年的波动周期，红线就是同时段的太阳可见光亮度，虽然它波动的幅度只有千分之一，但对地球气候却能产生显著的影响，树木的生长和农作物的产量也会随之发生改变。
一个极端的例子，明朝末年太阳黑子数急剧下降，尤其是在1645年至1710年，这期间太阳几乎没有黑子，亮度变低。
这段时间正好可以跟地球上的小冰期对应上，导致农作物大量减产，农民收入锐减，使得社会矛盾加剧，最终引发农民起义。所以，明朝的灭亡很有可能也跟黑子有密切的关系，而不是崇祯皇帝的错。
无独有偶，在当时的欧洲，阿尔卑斯山的雪一直从山顶绵延到农田，老百姓都没有吃的了。对丹麦觊觎已久的瑞典，终于在厄勒海峡结冰的时候，从冰面上长驱直入，轻松攻占了哥本哈根（编注：1700年俄瑞大北方战争）。
03 太阳爆发相反的，当黑子多了之后，就会产生太阳爆发，比如太阳耀斑。耀斑发生时，几十分钟内就能释放出相当于千亿颗原子弹同时爆炸的能量。
这个动画演示了太阳耀斑爆发时的场景，大约十亿吨的高能带电粒子流以每秒上千公里的速度往外抛射，这速度相当于一秒钟从上海到北京。极光就是在这些高能带电粒子进入地球磁场加速轰击大气时产生的。
这是在地球上拍到的极光图片，非常壮观，有些中国大妈买机票跑到北欧去看，而如果你研究太阳的话，你在办公室就可以看到。
因为有地球磁场和大气的保护，太阳爆发不会给地球上的生命带来直接威胁，但高能带电粒子会极大地干扰地球的电磁场。
最极端的一个例子，是发生在1859年的一场剧烈太阳爆发（编注：即卡林顿事件），它引起的地磁干扰使得电报机冒出火花，甚至关掉电源都还能发电报，很多电报员因此触电；1989年3月份，另外一次太阳爆发直接烧坏了加拿大魁北克省一个水电站的变压器，这个水电站供应着整个魁北克省和美国五六个州的用电，大面积断电使得六百万人在冰天雪地中冻了九个小时。
每年，由于太阳爆发给人类生活造成的损失高达几十亿元，天文学家们一直在试图像预报天气一样预报太阳爆发。
大物理学家理查德·费曼的妹妹琼·费曼是一位天文学家，她发现了一个非常有趣的规律。如果一个地方要发生太阳耀斑，前一天在它旁边会有黑子从太阳内部浮出来，并且浮出来的正极，正好靠近原来磁场的负极，正负抵消就会有爆发。据此，我们就可以对太阳爆发进行预报。
04 未解之谜但是关于太阳，还有太多未解之谜等待着我们去探索。
前面我们说太阳中心在发生核聚变，一秒钟会损失40亿公斤的物质，加上太阳的大气也不是静止的，它不断地在往外吹，我们称之为“太阳风”，它每秒钟要带走15亿公斤的物质，合起来相当于太阳每秒钟要损失掉55亿公斤物质。质量少了之后，它对地球的引力就弱了，地球就会往外跑。目前，地球正在以每年1.6厘米的速度远离太阳。
听上去不是很多，对吧？但是这里带来一个非常有趣的问题，太阳的寿命是一百亿年，目前已经过了46亿年，还有54亿年。到那个时候，年老的太阳由于内核收缩，外壳膨胀，会变成一个红巨星，把水星和金星都吞没掉。
地球有没有可能也被吞没呢？目前谁也不知道，大家都在争论。原因之一就在于我们对太阳风还不是很了解。如果太阳风弱一点，地球就被吞没掉了，如果太阳风强一点，地球就逃掉了。所以，54亿年之后如果有一个外星人从太空中看我们的话，他也许会看到一个非常有趣的现象：太阳在不断地膨胀，想把地球吞没掉，而地球在拼命地跑。
美国宇航局今年8月份准备发射帕克太阳探针，它将是人类史上第一个能靠近太阳最表面对它进行观测的卫星——它不仅会极大地靠近太阳表面，甚至还会进入日冕。中国也计划在2022年发射一个先进天基太阳天文台，对太阳耀斑和日冕物质抛射进行探索。
不过，根据恒星演化规律，大约60亿年之后，太阳有一半物质由于膨胀抛射损失掉了，剩下的一半急剧塌缩到跟地球差不多大，从红巨星变成密度极高的白矮星，最终归于死寂。所以即使地球逃过了被太阳吞没的命运，到那时候也不再适合生存。
大家是不是觉得很可怕？
其实在太阳塌缩成白矮星之前，还有比这个更值得担心的事情。因为太阳在慢慢变热，大约10亿年之后黄浦江的水甚至太平洋的水就会被蒸干，到那时只有南极洲才是绿洲，我们只能跟企鹅生活在一起。然后再过10亿年，连南极的水也蒸干了，这时候地球真的会变成一个光秃秃的……球。我们要不要担心这些呢？
我觉得大可不必。近代科学只有三百多年的历史，但人类已经可以登月甚至去火星了，我们还在积极寻找系外行星，尤其是那些适合我们人类生存的，正如英国历史学家韦尔斯所说：
生命总是死而复生，总是充满朝气，充满渴望，地球只是它的一个驿站，它终将延伸到浩瀚的星空。
造就学者天文专场
文字丨漫倩
校对丨其奇
造就 | 剧院式的线下演讲平台，发现创造力
有哪些看起来很荒谬？
我的回答是：看起来很荒谬，实际上很科学的事，可以罗列出很多。这里提供三个现象以供参考，分别是喷水加力，织女星将成为北极星，以及扎尼别科夫效应。
一、喷水加力
喷水加力是一种通过喷水（或喷液）的方法增加发动机动力的方法，主要应用在飞机上。什么？往发动机里喷水还能加力？事实确实如此，活塞发动机和喷气发动机都可以使用喷水加力技术来达到短时间内“打鸡血”的效果。
对于活塞发动机，将水雾化后喷入汽缸，可以降低进气温度，从而增加了空气密度，相当于增加了进气量，还可以使燃烧更平顺，降低氮氧化物排放。此外，液态水受热汽化后膨胀，提高了压缩比，也能增加动力。但水毕竟对汽缸有腐蚀作用，还可能造成缸内压力过大，所以这种大招不能常用，像大名鼎鼎的P51H野马战斗机，也就用个几分钟到十几分钟。
对于喷气式发动机来说，其推力主要是通过将吸入的空气加热膨胀，向后喷出而产生的，因此进入发动机的空气流量与推力有着密切的关系。向进气道内喷水，同样能够使进入发动机的空气温度骤然降低，密度增加，空气流量随之增大，同时喷进了额外的水还直接造成了流量的增大，在这种双重作用下，发动机的推力得以增加。这种现象可以很好的弥补因高温造成的发动机推力损失，对一些大型飞机，如轰炸机、运输机和民航客机尤为有利，特别是在起飞过程需要更大推力的时候，下图就是B52轰炸机开启喷水加力后黑烟滚滚的场面。
二、织女星将成为北极星
北方夜空中那颗孤零零的北极星（小熊座a），是多少人对星空的最初印象。
北极星的位置非常靠近北天极，人们通常看到，在忽略因地球自转导致的小范围旋转后，北极星的位置是不会变的。然而，地球自转轴的指向并非一成不变。在陀螺运动中，陀螺的自转轴会绕着某一中心轴旋转，称为“进动”，地球也是如此，地轴也在绕黄轴进动，周期大约是25800年。
因此，北天极在星空中是会缓慢移动的，每25800年转一大圈。有趣的是，在大约14000年后，天琴座a，也就是璀璨的织女星将成为北极星，多么壮观而又不可思议的景象！
三、扎尼别科夫效应
扎尼别科夫效应，是前苏联航天员弗拉基米尔·扎尼别科夫发现的。他在太空中执行任务时，发现在微重力中旋转的蝶形螺母会周期性翻转。
这种神奇的现象是由于“中间轴定理”造成的。如果一个物体沿X、Y、Z轴旋转时，有三个不同的转动惯量，就认为其有3个不同的惯量主轴。“中间轴定理”认为物体只有在绕着具有最大转动惯量和最小转动惯量的主轴旋转时才比较稳定，而沿着中间那个不大不小的惯量主轴旋转时，会发生周期性翻转。
跳水、体操等运动员会经常运用中间轴定理，通过胳膊和手部姿态的变化，使自己在旋转时处于中间轴状态，从而作出空中转体动作。
以上分别列出了三种奇特但又蕴含科学原理的现象。咋一看会认为其荒谬，这是因为人们在生活中形成了思维定式，会不由自主的想象一种自以为正确的答案，殊不知在看似不符合常理的事情背后，往往隐藏着更加合理的解释，这也是科学的魅力之一吧！苔丝和开普勒太空望远镜怎样寻找太阳系外行星？
谢谢邀请。
人们寻找系外行星，主要想知道三个终极问题的答案。即：我们从哪里来？我们是宇宙中孤独的文明吗？我们要到哪里去？
这些问题是目前系外行星研究中，科学意义最强的领域。这其中包括行星起源、行星碰撞、椭圆轨道、混沌现象、外星人存在证据、外天空有无适合星际移民的环境等。
从1987年开始，美国就开始有计划地搜寻太阳系外行星。此后，法国、英国、澳大利亚、智利、欧洲等国纷纷参与搜寻，并且取得了丰硕的成果。
由于技术水平的不断提升，从2009年开始，美国再次发射了“开普勒望远镜”揭开了搜寻地外文明新的一页，它携带了太空分光计，直接采用了“凌日法”对系外行星进行观测搜寻。
凌日法观测原理“凌日法”的原理是：行星从恒星前方经过时，可观察到恒星微弱的“变暗”过程，这是系外行星存在的间接证据。这就象地球上观测金星凌日、水星凌日等现象一样。
发现系外行星是非常困难的。由于行星并不发光，并且常常被淹没在恒星强烈的光芒之中。就算是反射恒星的光芒，也非常的微弱，在遥远的太空中几乎不可见。所以，通过观测恒星光芒的微弱变化，是确认系外行星存在的最好办法之一。
开普勒太空望远镜开普勒太空望远镜，口径为0.95米，是世界上首个用于探测太阳系外类地行星的专用飞行器，在为期至少为3年半的任务期内，它将对天鹅座和天琴座大约10万个恒星系统展开观测。它自身携带了光度计装备，通过直径95厘米的透镜，用来透过行星的“凌日”现象搜寻太阳系外类地行星。
“开普勒”望远镜并不在环绕地球的轨道上，而是追随着地球一起绕日飞行，所以，地球并不会遮挡它的工作，也不会受到地球反射光线的干扰。
开普勒太空望远镜取得的主要成绩是，发现首颗系外行星；发现质量和直径都最小的系外行星；发现首个6行星系统；发现首个围绕两个太阳运行的行星；发现位于宜居带中，围绕一颗类太阳恒星运行的最小行星等等。在它稳定地运行四年多的时间里，一共发现了4302颗系外潜在行星，其中有1284颗系外行星被确认（2016年5月NASA消息，具体数据网上有所不同）。
2013年，开普勒望远镜发生重大故障，由于无法调整观测方向，每年观测目标天体的数量只能维持在4到5个。
不过，开普勒卫星所发现的行星都非常遥远，而“苔丝”将接过“开普勒”手中的接力棒，将发现离地球更近的行星。
凌日系外行星勘测卫星“苔丝”为了能够替换掉开普勒望远镜，美国航天局于4月18日再次发射了一颗新的探测：“凌日系外行星勘测卫星”，按英文缩写简称为“苔丝”，就是为了寻找类似地球一样的行星。
从它的全称，我们知道，“苔丝”仍然是采取“凌日法”来观测系外行星。
在十几种观没方法中，径向速度法和凌日光度法，是两种主要的观测方法。一个地球大小的行星“凌过”太阳大小的恒星时，仅造能造成恒星变暗0.008%，因此需要探测设备具有“火眼金睛”才可能看得清楚。
美宇航局计划用两年的时间，“苔丝”将扫描全天约85%的区域，虽然开普勒已经发现了众多系外行星，但是无法发现掩藏在更强烈恒星光芒下的行星。同时对所发现的行星进行身份识别比对确认。
搜寻适合人类宜居地任重道远。在此也期待着我国自己的搜寻计划尽快展开，发射我们自己的搜寻望远镜。
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