Vuoden 2014 alkupuolella NASA: n tutkijat ottivat merkittävän askeleen vastatakseen kysymykseen, josta ihmiset olivat miettineet vuosisatojen ajan: Onko avaruudessa olemassa maailmoja, jotka voivat hoitaa elämän sellaisena kuin me sen tiedämme? NASA ilmoitti 17. huhtikuuta virallisesti Kepler-186f: n, ensimmäisen Maan kokoisen ekstrasolaarisen planeetan (tai eksoplaneetan) löytämisen tähtien asuttamisvyöhykkeellä - kiertoradan alueelle, jolla maapallomaisella planeetalla voisi olla nestemäistä vettä pinnallaan ja tukevat siten mahdollisesti samanlaista elämää kuin mitä maapallolla löytyy. Maapallon, jonka Kepler-satelliitti otti tietoja ennen alkuperäisen tehtävänsä päättymistä vuonna 2013, säde on 1,11-kertainen maapallon säteeseen nähden. Kepler-186f: n massaa ei tunneta; kuitenkin, jos sillä on maapallomainen koostumus, sen massa olisi 1,44-kertainen maapallon massaan nähden. Se oli viides planeettaansa, joka löydettiin tähtinsä ympäriltä, himmeä punainen kääpiö 500 valovuoden päässä maapallosta ja sen massa oli 0,48-kertainen auringon massaan verrattuna. Kepler-186f kiertää tähtensä jokaisen 129,9 päivän välein 53,9 miljoonan kilometrin etäisyydellä. Se vastaanottaa vain 32% valon määrästä, jonka Maa saa auringolta, mutta vettä voi olla nestemäisessä tilassa, jos sen ilmakehässä on riittävä määrä hiilidioksidia. (Järjestelmän neljä muuta planeettaa ovat maapallon kokoisia; ne kiertävät kuitenkin paljon lähempänä tähtiä eivätkä siis ole asumisalueella.)
Keplerin tehtävä.
Kepler-186f: n löytö oli NASA: n Kepler-satelliitin viimeisin voitto, joka käynnistettiin vuonna 2009. Koska planeetat näyttävät paljon himmeämmiltä kuin tähdet, joita ne kiertävät, ekstrasolaarisia planeettoja on äärimmäisen vaikea havaita suoraan. Alkuperäisen nelivuotisen tehtävänsä aikana Kepler tuijotti samaa taivaanpistettä 95 cm: n (37 tuuman) kaukoputkella, kunnes satelliitin osoittamat stabilointijärjestelmät epäonnistuivat. Näköalueellaan Kepler katsoi yli 150 000 tähteä, jotka pyrkivät havaitsemaan vähäisen himmennyksen kauttakulkujen aikana planeettojen kulkiessa tähtiensä eteen. Tällaisen havainnon tekeminen on erittäin haastavaa. Esimerkiksi maapallon halkaisija on vain 1 / 109. Auringon halkaisijasta, joten aurinkojärjestelmän ulkopuoliselle tarkkailijalle Maan läpikulku himmentäisi aurinkoa vain 0,008%. Myös planeettajärjestelmässä on oltava oikea suuntaus, jotta planeetan kiertotaso kulkee tähden edessä. Siitä huolimatta Keplerin instrumentit olivat riittävän tarkkoja, jotta se pystyi havaitsemaan maapallon kokoisen planeetan aiheuttaman himmennyksen.
Vuoden 2014 puoliväliin mennessä Kepler-operaatio oli löytänyt 989 planeettaa. Yhden niistä, Kepler-22b, säde on 2,4-kertainen maapallon säteeseen nähden, ja se oli ensimmäinen planeetta, joka löytyi Auringon kaltaisen tähden asutettavalta vyöhykkeeltä. Kepler-20e ja Kepler-20f olivat ensimmäiset löydetyt maapallon planeetat (niiden säteet ovat 0,87 ja vastaavasti 1,03 kertaa maan säde). Kepler-9b ja Kepler-9c olivat kaksi ensimmäistä planeettaa, joita havaittiin kulkevan saman tähden kautta. NASA ilmoitti, että Keplerin havainnot olivat tuottaneet 4 234 planeettaehdokasta, jotka oli vahvistettava myöhemmillä havainnoilla. Yli 40% ehdokas planeetoista löytyi järjestelmistä muiden ehdokkaiden kanssa. Noin 90% ehdokas planeetoista on pienempiä kuin Neptunus - pienin aurinkojärjestelmän kaasujätteistä, joiden säde on 3,8-kertainen maan päähän. Jotkut ehdokasplaneetoista löydettiin tähtiensä asumisalueilta, ja jotkut ovat pienempiä kuin kaksi Maapallon sädettä. Siten todennäköisesti löydetään lisää planeettoja, kuten Kepler-186f.
Kepler-186F.
Huolimatta Kepler-186: n koosta ja sijainnista asumisalueella, se on enemmän "maan serkku" kuin "maan kaksoset". Se kiertää pienen punaisen kääpiötähteen, joka säteilee melkein kaiken sen valoisuudesta infrapuna-aallonpituuksilla, mikä voi olla vaikeaa valjastaa valjastaa. Tällaiset tähdet esittävät myös tyypillisesti suurempia valovoimavaihteluita kuin aurinko-tyyppiset tähdet. Lisäksi, jotta planeetta pysyisi heikon tähden asumisalueella, sen olisi kiertävä niin lähellä, että planeetalla esiintyvät vuorovesivoimat aiheuttavat saman pallonpuoliskon aina kohti tähtiä (aivan kuten Kuun läheinen puoli) aina kasvot maan päälle). Seurauksena ei olisi päivä-yöjakso, ja planeetan ilmapiiri - ellei se olisi riittävän paksu kasvihuonekaasuilla, kuten hiilidioksidilla - jäätyisi kylmän, jatkuvasti tumman pallonpuoliskon pinnalle. (Jos planeetalla olisi riittävän massiivinen ilmapiiri, tuulet jakaisivat lämmön uudelleen ja ilmapiiri ei jäätyisi.) Kepler-186f on kuitenkin riittävän kaukana tähdestään, ettei se välttämättä ole vuorovesilukittu.
Vaikka nestemäistä vettä ei olisi Kepler-186f: n pinnalla, se voi silti ylläpitää jonkin verran elämää. Nestemäinen vesi on välttämätöntä kaikelle maapallon elämälle, joten asutettavan vyöhykkeen määritelmä perustuu hypoteesiin, jonka mukaan maan ulkopuolinen elämä jakaisi tämän vaatimuksen. Tämä on erittäin konservatiivinen (mutta havainnollisesti hyödyllinen) määritelmä, koska planeetan pintalämpötila ei ole riippuvainen pelkästään sen läheisyydestä tähtiin, vaan myös sellaisista aikaisemmin mainituista tekijöistä kuten ilmakehän kasvihuonekaasut, sen heijastavuus ja ilmakehän tai valtameren kierto. Lisäksi sisäiset energialähteet, kuten radioaktiivinen hajoaminen ja vuorovesilämmitys, voivat lämmittää planeetan pinnan veden sulamispisteeseen. Tällaiset energialähteet voivat myös ylläpitää nestemäisen veden pintavarastoja, jotta planeetta voisi pitää sisällään elämänsä ilman tähtiäsi asumisvyöhykkeellä. Esimerkiksi maapallolla on kukoistava maanpinnan biosfääri, vaikkakin se koostuu melkein yksinomaan yksinkertaisista organismeista, jotka voivat selviytyä happipitoisissa ympäristöissä. Jupiterin kuulla Europa-alueella on nestemäisen veden valtameri kymmeniä kilometrejä sen pinnan alapuolella, mikä saattaa hyvinkin sopia joillekin organismeille.
