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開普(pu)勒(le)-78b位于天鵝座方(fang)向，距離地(di)(di)球400光年。它的體積是地(di)(di)球的1.2倍(bei)，質量是地(di)(di)球的1.7倍(bei)。

這(zhe)顆(ke)編號(hao)為"開普勒-78b"的行星每隔8.5小時繞其(qi)中(zhong)央(yang)恒星公轉一周。由于離中(zhong)央(yang)恒星太近，它的表面(mian)溫度(du)(du)高于2000攝氏(shi)度(du)(du)，不適合(he)生命(ming)生存。

發現行星

“開(kai)普勒(le)-78b”是(shi)利用(yong)美國宇航(hang)局“開(kai)普勒(le)太(tai)空望(wang)遠鏡”收(shou)集的(de)(de)(de)數據發現的(de)(de)(de)，花費了(le)3.5年時間觀測恒星(xing)亮(liang)度規律性的(de)(de)(de)下降，也就(jiu)是(shi)俗稱的(de)(de)(de)過境，它描(miao)述了(le)行(xing)星(xing)從恒星(xing)面前(qian)經(jing)過的(de)(de)(de)特征。這(zhe)揭示了(le)行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)大小，它遮擋(dang)的(de)(de)(de)星(xing)光越多，行(xing)星(xing)體積越大。為(wei)了(le)捕捉當行(xing)星(xing)經(jing)過恒星(xing)表面時所(suo)導致(zhi)的(de)(de)(de)亮(liang)度變暗，這(zhe)架望(wang)遠鏡在太(tai)空運轉了(le)4年，對150000多顆恒星(xing)進行(xing)了(le)不間斷監視(shi)。

天(tian)文學家利用一種(zhong)叫“視(shi)向速度”的方法(fa)測量了該行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)的質量。這(zhe)種(zhong)方法(fa)基(ji)于行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)圍繞中(zhong)央恒(heng)星(xing)(xing)(xing)公轉時(shi)，彼此的引力牽(qian)引導(dao)致恒(heng)星(xing)(xing)(xing)的晃動。又(you)以“凌星(xing)(xing)(xing)法(fa)”測量了其質量，當系外行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)經過(guo)中(zhong)央恒(heng)星(xing)(xing)(xing)表面的時(shi)候，會短暫(zan)遮(zhe)擋一些光(guang)線，導(dao)致星(xing)(xing)(xing)光(guang)看(kan)起來(lai)變(bian)暗(an)，“開普勒(le)望遠鏡”基(ji)于這(zhe)點來(lai)判斷(duan)出行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)的體積。

“開(kai)普勒-78b”是(shi)(shi)第一顆(ke)(ke)同時精確測定了質量和體積的(de)(de)(de)系(xi)外行星(xing)。知(zhi)道這兩個(ge)參數(shu)之后，天文學家就可以計算(suan)它的(de)(de)(de)密度和判定它的(de)(de)(de)組成(cheng)。研究表明，“開(kai)普勒-78b”的(de)(de)(de)體積是(shi)(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)1.2倍，質量是(shi)(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)1.7倍。由(you)此推斷，這顆(ke)(ke)行星(xing)主(zhu)要由(you)巖石和鐵組成(cheng)的(de)(de)(de)。

密度測量

開普勒太空望遠鏡首次觀測到并沒有提供行星質量的任何直接暗示，因此行星的密度，作為行星組成成分的線索，也成了未知數目前為止測量行星質量最成功的的技術便是觀測行星引力導致恒星的微小波動。行星質量越大，距離恒星越近產生的波動也就越大。地球質量的行星一般非常小以至于很難檢測到波動的變化，除非它們距離母恒星非常的近，當科學家(jia)們發現開普(pu)勒-78b公轉(zhuan)一年(nian)只有(you)8小時后(hou)，兩支科研小組嘗試的(de)計算了它的(de)質量。

霍華德的研究(jiu)小(xiao)組利(li)用位(wei)于夏威夷的凱克望遠鏡觀測(ce)它的恒星。同時瑞(rui)士日內瓦大學的弗朗西(xi)斯科·佩(pei)佩(pei)（Francesco Pepe）帶領的另一支研究(jiu)小(xiao)組利(li)用西(xi)班牙拉帕爾瑪島的高精度徑向速度行(xing)星搜(sou)索儀（HARPS-N）望遠鏡進行(xing)觀測(ce)。

霍華德的研(yan)究小組報告稱(cheng)這顆(ke)行星(xing)半徑是地球(qiu)的1.2倍(bei)，質(zhi)量是地球(qiu)的1.69倍(bei)。佩(pei)(pei)佩(pei)(pei)小組計算(suan)出它的半徑是地球(qiu)的1.6倍(bei)，質(zhi)量是地球(qiu)的1.86倍(bei)。兩者都提(ti)出了該(gai)行星(xing)密度大(da)約為5.5克每立方厘米，這與(yu)地球(qiu)非常(chang)相似，暗示著(zhu)它具有鐵和巖石(shi)的組成成分(fen)。

不幸的(de)是(shi)(shi)，這顆行(xing)星(xing)非常炙(zhi)熱以至(zhi)于巖石可(ke)能(neng)(neng)已經熔(rong)化。因此利用這項(xiang)技術(shu)發現更(geng)(geng)冷更(geng)(geng)宜居(ju)的(de)地(di)球雙胞胎可(ke)能(neng)(neng)會非常艱難，這主要(yao)是(shi)(shi)因為它們與宿主恒星(xing)的(de)距離。

研(yan)究人員認為(wei)開(kai)普勒(le)78b與母星之間的(de)(de)距離只有水(shui)星-太陽間距離的(de)(de)大約1/40。據(ju)估計(ji)，這顆行(xing)星的(de)(de)表(biao)面可能(neng)已經(jing)完全(quan)熔化，形成一個(ge)巨大的(de)(de)熔巖海洋，溫度高達2760攝(she)氏度。

開普勒78b環繞的(de)恒星可能比較年輕，旋轉速度是(shi)太陽的(de)2倍。令天文學家(jia)感到(dao)興奮的(de)是(shi)，他們(men)探測到(dao)來自開普勒78b的(de)光線。這(zhe)是(shi)天文學家(jia)第一次探測到(dao)體積如此小的(de)系(xi)外行星反射的(de)光線，能夠幫助(zhu)他們(men)了解開普勒78b的(de)表面(mian)構成和反射性(xing)。

開(kai)(kai)普(pu)勒78b距離母星很近，科學(xue)家希(xi)望對這(zhe)顆(ke)(ke)行星的(de)(de)引(yin)力對母星產(chan)生的(de)(de)影(ying)響(xiang)進行測(ce)量(liang)(liang)。測(ce)量(liang)(liang)獲(huo)取的(de)(de)數據可(ke)用(yong)于推(tui)算開(kai)(kai)普(pu)勒78b的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)，讓(rang)開(kai)(kai)普(pu)勒78b成為第一(yi)顆(ke)(ke)質(zhi)量(liang)(liang)可(ke)知的(de)(de)體積(ji)與地球(qiu)相當的(de)(de)系外行星。為了發現(xian)開(kai)(kai)普(pu)勒78b，研究小(xiao)組借(jie)助開(kai)(kai)普(pu)勒望遠鏡對超過15萬顆(ke)(ke)恒(heng)星進行了觀測(ce)。

為了發(fa)(fa)現(xian)(xian)開普(pu)勒78b，研(yan)究小組對能(neng)夠說明一顆行星可能(neng)周期性在恒星前方穿過的(de)光(guang)線(xian)變暗(an)現(xian)(xian)象進行了觀(guan)測。麻省理(li)工學院的(de)羅伯托·薩(sa)奇斯·奧(ao)杰達表示：“我(wo)一直(zhi)密切(qie)觀(guan)察(cha)，突(tu)然(ran)間，我(wo)發(fa)(fa)現(xian)(xian)光(guang)線(xian)變暗(an)，所出現(xian)(xian)的(de)時(shi)間與(yu)我(wo)們的(de)預計相(xiang)同，真的(de)是太美了。我(wo)認為我(wo)們發(fa)(fa)現(xian)(xian)了來自這(zhe)(zhe)顆行星的(de)光(guang)線(xian)。這(zhe)(zhe)是一個(ge)令(ling)人非常興奮(fen)的(de)時(shi)刻！“

不宜居性

雖然體積(ji)與地(di)球相當，開(kai)普(pu)勒78b幾乎不(bu)具有(you)適(shi)(shi)居性(xing)，原(yuan)因(yin)就(jiu)在于(yu)距離母星(xing)(xing)太近(jin)(jin)。韋恩(en)指出：“生活在一個充(chong)斥著熔巖的(de)(de)世界將(jiang)是怎(zen)樣一番景象(xiang)，你(ni)只能靠自己的(de)(de)想象(xiang)了。”不(bu)過，這(zhe)(zhe)并不(bu)能排除其他(ta)軌道周期較短的(de)(de)系(xi)(xi)外行(xing)(xing)星(xing)(xing)具有(you)適(shi)(shi)居性(xing)。韋恩(en)的(de)(de)小組正(zheng)在尋找(zhao)環繞(rao)冷(leng)星(xing)(xing)運行(xing)(xing)的(de)(de)系(xi)(xi)外行(xing)(xing)星(xing)(xing)。冷(leng)星(xing)(xing)也被稱之為“褐(he)矮(ai)星(xing)(xing)”，是一種“失敗的(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)”，因(yin)質量不(bu)足無法(fa)成為燃燒的(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)，但其質量仍遠大于(yu)太陽系(xi)(xi)最大的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)木星(xing)(xing)。韋恩(en)說：“如果(guo)環繞(rao)一顆(ke)褐(he)矮(ai)星(xing)(xing)運行(xing)(xing)行(xing)(xing)星(xing)(xing)會(hui)在幾天內靠近(jin)(jin)這(zhe)(zhe)顆(ke)恒(heng)星(xing)(xing)。此(ci)時的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)如果(guo)溫度適(shi)(shi)中(zhong)的(de)(de)話仍有(you)適(shi)(shi)居性(xing)。

存在神秘

“我們并(bing)沒有發現尋找可居(ju)住區里地球(qiu)大(da)小行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)捷徑，”霍華德說道(dao)。“這(zhe)將要(yao)求新一代的(de)(de)(de)極(ji)穩定的(de)(de)(de)光譜攝影(ying)機以及世界上最大(da)的(de)(de)(de)望(wang)遠鏡。”然(ran)而，開普(pu)勒-78b也提出了一個更(geng)加直接(jie)的(de)(de)(de)謎題：為(wei)什(shen)么這(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)會存在？當行(xing)星(xing)(xing)(xing)系統形成時，年輕(qing)的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)更(geng)大(da)，它將完全吞(tun)沒處于軌道(dao)的(de)(de)(de)開普(pu)勒-78b。這(zhe)意味著這(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)應(ying)該形成于非常遠的(de)(de)(de)距離然(ran)后朝恒星(xing)(xing)(xing)逐漸靠近。但(dan)如果(guo)事實的(de)(de)(de)確(que)如此，那么應(ying)該已經完全落入恒星(xing)(xing)(xing)內部。

無論是哪種情況，這顆行星的診斷都不容樂觀：理論學家預測在未來30億年，重力將導致開普勒-78b旋轉落入自身恒星并被撕成碎片，2013年(nian)12月10日據美(mei)國(guo)《探索(suo)》雜志(zhi)網站報道(dao)，在眾多系外行(xing)星(xing)(xing)中，開(kai)普勒(le)-78b顯得與(yu)眾不(bu)同，這不(bu)僅是因為它(ta)的(de)大小與(yu)地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)相當，可能擁有巖石(shi)的(de)地(di)(di)(di)表和(he)一(yi)(yi)個(ge)鐵核。開(kai)普勒(le)-78b與(yu)地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)之(zhi)間(jian)的(de)相似性可能還(huan)并不(bu)局限于此。它(ta)圍繞一(yi)(yi)顆與(yu)太(tai)陽(yang)相似的(de)恒星(xing)(xing)“開(kai)普勒(le)-78”運行(xing)，距離非(fei)常近(jin)，一(yi)(yi)“年(nian)”的(de)長度僅有8.5小時。事實上，由于它(ta)和(he)它(ta)的(de)“太(tai)陽(yang)”之(zhi)間(jian)的(de)距離實在太(tai)過(guo)接近(jin)，其地(di)(di)(di)表的(de)平均氣(qi)溫要比(bi)地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)高出近(jin)2000攝(she)氏(shi)度。因此，將(jiang)其稱為一(yi)(yi)個(ge)“巖石(shi)”行(xing)星(xing)(xing)實際上是不(bu)嚴謹的(de)，因為它(ta)更像是一(yi)(yi)顆被巖漿淹沒的(de)地(di)(di)(di)獄(yu)星(xing)(xing)球(qiu)(qiu)。

但這(zhe)還并(bing)非是開普勒-78b背后謎團的全(quan)部，事(shi)實上，科學家們(men)認為這(zhe)顆行星根本就不(bu)應該存在。

美國哈佛-史密(mi)松天(tian)(tian)體物理中心(CfA)的(de)天(tian)(tian)文學家大衛(wei)·拉森(David Latham)在一(yi)份(fen)新聞稿中表示：“這(zhe)顆行(xing)星(xing)完全是一(yi)個(ge)謎團。我(wo)們不(bu)知道它(ta)為何(he)會(hui)形(xing)成，也不(bu)知道它(ta)如何(he)會(hui)遷移到它(ta)今天(tian)(tian)所在的(de)位(wei)置(zhi)上。但我(wo)們的(de)確很清楚一(yi)點，那就(jiu)是這(zhe)樣的(de)狀況(kuang)將不(bu)會(hui)永(yong)遠持續下去。”

按照現(xian)有的(de)(de)行星(xing)形(xing)成理(li)論，這顆行星(xing)簡(jian)直就是(shi)(shi)異類(lei)——它(ta)(ta)的(de)(de)體積很小(xiao)，大(da)約僅比地球大(da)出20%左(zuo)右，它(ta)(ta)不可能在所(suo)處的(de)(de)位置上演化形(xing)成，并且理(li)論中也找不出任何(he)一種機制能夠使其從別處遷移到這里(li)。但(dan)有一點是(shi)(shi)肯定(ding)的(de)(de)，那就是(shi)(shi)它(ta)(ta)將(jiang)無法在位置上堅持太(tai)久(jiu)，它(ta)(ta)將(jiang)注定(ding)被恒(heng)星(xing)的(de)(de)大(da)火(huo)吞噬。

不過這里的(de)“不久”當然(ran)是天文(wen)學意義的(de)尺度，對于一(yi)顆根(gen)本(ben)就不該存在的(de)行(xing)星(xing)(xing)來說，這樣的(de)壽命已(yi)經夠慷(kang)慨了。按照估算，開(kai)普勒(le)-78b將在大約30億年后落入恒(heng)星(xing)(xing)的(de)熊熊烈焰之中。

恒(heng)(heng)星(xing)開(kai)普勒(le)-78位于天(tian)(tian)鵝(e)座，距離地球約400光年。當其(qi)處(chu)于恒(heng)(heng)星(xing)演化(hua)的早期(qi)階段(duan)時，其(qi)體積要(yao)大得多。而當天(tian)(tian)文(wen)學家(jia)們嘗試(shi)計算這顆(ke)恒(heng)(heng)星(xing)在(zai)其(qi)演化(hua)早期(qi)的體積大小(xiao)時，他們發(fa)現(xian)那(nei)時候行星(xing)開(kai)普勒(le)-78b的軌道將會位于恒(heng)(heng)星(xing)內部。哈佛-史密松天(tian)(tian)體物理中心(xin)的天(tian)(tian)文(wen)學家(jia)迪米特·薩(sa)塞(sai)洛夫(Dimitar Sasselov)說：“它當然不可能在(zai)今天(tian)(tian)所處(chu)的位置上形(xing)(xing)成，因為你不能在(zai)一(yi)(yi)顆(ke)恒(heng)(heng)星(xing)的內部形(xing)(xing)成一(yi)(yi)顆(ke)行星(xing)。”

那(nei)么(me)是(shi)否有可能是(shi)這(zhe)顆行星早(zao)期(qi)曾經擁有更遠的(de)(de)軌道，而在此(ci)后(hou)才逐漸發生(sheng)了向內(nei)遷移(yi)？這(zhe)一種(zhong)可能性也已經被研究人員排除。薩塞(sai)洛夫表示：“它(ta)不可能是(shi)在遠處(chu)形成之后(hou)再向內(nei)遷移(yi)到(dao)目(mu)前位置的(de)(de)，因(yin)為(wei)如果那(nei)樣(yang)的(de)(de)話(hua)它(ta)就會直接一頭(tou)撞上恒(heng)星。因(yin)此(ci)我們處(chu)于兩難境地。”

但(dan)盡管(guan)擁(yong)有此類奇特(te)的(de)特(te)征，開(kai)普(pu)勒-78b并不孤單，實(shi)際(ji)上它代表了(le)一類由美(mei)國宇(yu)航(hang)局開(kai)普(pu)勒空間望(wang)遠鏡(jing)發現的(de)新(xin)類型(xing)系外行星。這(zhe)(zhe)類系外行星的(de)大小(xiao)與(yu)地球接(jie)近(jin)，并且軌道非常靠(kao)近(jin)恒星(公轉(zhuan)周期低于12小(xiao)時(shi))。在這(zhe)(zhe)其中，開(kai)普(pu)勒-78b是首顆被(bei)測定了(le)大小(xiao)和密度的(de)成(cheng)員。拉森表示：“開(kai)普(pu)勒-78b是這(zhe)(zhe)一新(xin)類型(xing)系外行星的(de)典型(xing)代表。”

盡(jin)管是(shi)開(kai)普(pu)勒小(xiao)組最先發現(xian)了(le)開(kai)普(pu)勒-78b，但在研究過(guo)程中(zhong)科學家們(men)還借助了(le)設置在西班牙加那利(li)群島上的(de)(de)天文觀(guan)測(ce)設備，以(yi)及(ji)夏威(wei)夷凱克望遠(yuan)鏡的(de)(de)高分辨率觀(guan)測(ce)數(shu)據(ju)。開(kai)普(pu)勒空間望遠(yuan)鏡探測(ce)系(xi)外(wai)(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)原理(li)是(shi)所謂(wei)的(de)(de)“凌星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)法(fa)(fa)”——即對(dui)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)進行精確測(ce)光(guang)，當(dang)有(you)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)從恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)面前經(jing)過(guo)時便(bian)會(hui)遮擋恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)部分光(guang)芒，從而導致恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)亮度(du)出現(xian)輕微(wei)下降而被檢測(ce)到。這樣的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)數(shu)據(ju)可以(yi)用來估算(suan)系(xi)外(wai)(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)直徑大(da)小(xiao)。而另一(yi)種方法(fa)(fa)則(ze)被稱作“徑向速(su)度(du)法(fa)(fa)”，其(qi)基(ji)本(ben)原理(li)是(shi)：當(dang)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)圍繞恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)運行時，盡(jin)管其(qi)質(zhi)量(liang)(liang)相比恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)而言很小(xiao)，但仍然會(hui)對(dui)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)產生一(yi)定的(de)(de)影響，使其(qi)出現(xian)輕微(wei)的(de)(de)晃動。通過(guo)檢測(ce)這種晃動效(xiao)應，科學家們(men)便(bian)能(neng)估算(suan)出系(xi)外(wai)(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)大(da)小(xiao)。將徑向速(su)度(du)法(fa)(fa)與凌星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)法(fa)(fa)獲得(de)的(de)(de)數(shu)據(ju)資料相結(jie)合，科學家們(men)便(bian)可以(yi)計(ji)算(suan)出系(xi)外(wai)(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)密(mi)度(du)數(shu)值。

天文(wen)學家們(men)指(zhi)出，在我們(men)太陽(yang)系的內部水星軌道(dao)內側也完全可能曾經過一(yi)顆大行(xing)星，只是后來(lai)整(zheng)個被太陽(yang)吞噬，沒有留(liu)下(xia)一(yi)點痕跡(ji)。而從另一(yi)方(fang)面來(lai)說，盡管這(zhe)(zhe)類奇特的系外行(xing)星的起源問題尚不明朗(lang)，但或(huo)許可以將它(ta)們(men)稱作“伊卡魯(lu)斯(si)(si)行(xing)星”——正如(ru)古(gu)希臘神話中的人(ren)物伊卡魯(lu)斯(si)(si)那樣，它(ta)們(men)飛(fei)(fei)地(di)離太陽(yang)太近了。這(zhe)(zhe)無異于(yu)飛(fei)(fei)蛾撲火，最終會將它(ta)們(men)引向(xiang)滅亡。