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開普勒-78b位(wei)于天鵝(e)座方向，距(ju)離(li)地(di)球400光年。它的(de)(de)體積是地(di)球的(de)(de)1.2倍，質量是地(di)球的(de)(de)1.7倍。

這顆編號為(wei)"開普勒-78b"的(de)行星每隔(ge)8.5小時繞其中央恒星公(gong)轉(zhuan)一周。由于離(li)中央恒星太(tai)近，它(ta)的(de)表面溫度(du)高于2000攝氏度(du)，不適(shi)合生(sheng)命生(sheng)存。

發現行星

“開(kai)普勒-78b”是利用美國宇航局“開(kai)普勒太(tai)空望(wang)遠鏡”收集的數據發現的，花費(fei)了(le)(le)(le)3.5年(nian)時間(jian)觀測(ce)恒星(xing)(xing)(xing)亮度規(gui)律性的下(xia)降，也就是俗稱的過(guo)境，它(ta)描述(shu)了(le)(le)(le)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)從(cong)恒星(xing)(xing)(xing)面前經過(guo)的特征(zheng)。這揭示(shi)了(le)(le)(le)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)的大小，它(ta)遮擋的星(xing)(xing)(xing)光越多，行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)體積(ji)越大。為了(le)(le)(le)捕捉當(dang)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)經過(guo)恒星(xing)(xing)(xing)表(biao)面時所導致的亮度變(bian)暗，這架望(wang)遠鏡在太(tai)空運轉了(le)(le)(le)4年(nian)，對150000多顆(ke)恒星(xing)(xing)(xing)進行(xing)(xing)了(le)(le)(le)不間(jian)斷監視。

天文學家(jia)利用一種(zhong)叫(jiao)“視向速度”的方(fang)(fang)法測量(liang)(liang)了該(gai)行星的質量(liang)(liang)。這種(zhong)方(fang)(fang)法基于行星圍繞中央(yang)恒星公轉時(shi)，彼此的引力牽引導(dao)致恒星的晃(huang)動。又以(yi)“凌(ling)星法”測量(liang)(liang)了其質量(liang)(liang)，當系(xi)外(wai)行星經(jing)過(guo)中央(yang)恒星表面的時(shi)候，會短暫遮擋一些光線，導(dao)致星光看起來(lai)變暗(an)，“開普勒望遠鏡”基于這點來(lai)判斷出(chu)行星的體積。

“開普勒-78b”是(shi)(shi)第一(yi)顆同時精確(que)測(ce)定了質(zhi)量和(he)體(ti)積的系外行星。知道這(zhe)兩個參數之后，天(tian)文(wen)學家就可以計算它的密度和(he)判(pan)定它的組(zu)成(cheng)。研究表明(ming)，“開普勒-78b”的體(ti)積是(shi)(shi)地(di)球的1.2倍，質(zhi)量是(shi)(shi)地(di)球的1.7倍。由此推斷，這(zhe)顆行星主要由巖石和(he)鐵組(zu)成(cheng)的。

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(ke)學(xue)家們發現開普勒-78b公轉一(yi)年只有8小時后，兩支科(ke)研小組嘗(chang)試的(de)計(ji)算了它的(de)質量(liang)。

霍華德(de)的研(yan)究小(xiao)(xiao)組(zu)利(li)用(yong)(yong)位于夏威夷的凱克望(wang)遠鏡(jing)觀測它的恒星。同時瑞士日(ri)內瓦大學(xue)的弗朗西斯科(ke)·佩(pei)佩(pei)（Francesco Pepe）帶(dai)領(ling)的另一支研(yan)究小(xiao)(xiao)組(zu)利(li)用(yong)(yong)西班牙拉帕爾(er)瑪島的高精度徑向速度行星搜索儀（HARPS-N）望(wang)遠鏡(jing)進行觀測。

霍華(hua)德的研究小(xiao)組(zu)報告稱這顆行(xing)星半徑是(shi)地球(qiu)(qiu)的1.2倍(bei)，質(zhi)量是(shi)地球(qiu)(qiu)的1.69倍(bei)。佩佩小(xiao)組(zu)計算出它的半徑是(shi)地球(qiu)(qiu)的1.6倍(bei)，質(zhi)量是(shi)地球(qiu)(qiu)的1.86倍(bei)。兩者都提出了該行(xing)星密度大(da)約為5.5克每(mei)立(li)方厘米，這與地球(qiu)(qiu)非常相似，暗(an)示著它具(ju)有鐵和巖石的組(zu)成(cheng)成(cheng)分。

不幸的(de)是(shi)，這(zhe)顆行星非常(chang)炙熱(re)以至于巖(yan)石(shi)可能已經熔化(hua)。因此利(li)用這(zhe)項技術發現(xian)更(geng)冷更(geng)宜居的(de)地球雙胞胎可能會(hui)非常(chang)艱難，這(zhe)主要是(shi)因為它(ta)們與宿主恒(heng)星的(de)距離。

研究人(ren)員認為開普勒78b與母星(xing)之間(jian)的(de)(de)距離(li)只(zhi)有水(shui)星(xing)-太陽間(jian)距離(li)的(de)(de)大約(yue)1/40。據估(gu)計，這顆行星(xing)的(de)(de)表面可能(neng)已經(jing)完全熔化(hua)，形成一個(ge)巨大的(de)(de)熔巖海洋，溫度高達2760攝氏度。

開(kai)普勒78b環繞的(de)恒星(xing)可能(neng)比較年(nian)輕，旋轉速度(du)是(shi)太陽的(de)2倍。令(ling)天(tian)文(wen)學家感(gan)到(dao)興奮的(de)是(shi)，他們(men)(men)探測(ce)到(dao)來自開(kai)普勒78b的(de)光(guang)線。這(zhe)是(shi)天(tian)文(wen)學家第一(yi)次探測(ce)到(dao)體積如此小的(de)系外行星(xing)反射(she)的(de)光(guang)線，能(neng)夠幫助(zhu)他們(men)(men)了(le)解(jie)開(kai)普勒78b的(de)表面構成和反射(she)性。

開(kai)普(pu)勒(le)78b距離(li)母星很近(jin)，科學家(jia)希(xi)望對這顆(ke)行(xing)(xing)星的(de)(de)引(yin)力(li)對母星產(chan)生的(de)(de)影(ying)響進行(xing)(xing)測量。測量獲取的(de)(de)數(shu)據可用(yong)于推算開(kai)普(pu)勒(le)78b的(de)(de)質(zhi)量，讓開(kai)普(pu)勒(le)78b成為第一(yi)顆(ke)質(zhi)量可知(zhi)的(de)(de)體積(ji)與地球相當的(de)(de)系外行(xing)(xing)星。為了發現開(kai)普(pu)勒(le)78b，研究小組(zu)借助開(kai)普(pu)勒(le)望遠鏡對超(chao)過15萬顆(ke)恒星進行(xing)(xing)了觀(guan)測。

為(wei)了發(fa)現(xian)開普勒78b，研究小組對能夠(gou)說明一顆(ke)行星可(ke)能周期性在恒星前(qian)方穿過的(de)光(guang)線(xian)變(bian)暗(an)現(xian)象進行了觀測。麻省理工(gong)學(xue)院的(de)羅伯托·薩奇斯·奧杰達表示：“我(wo)(wo)(wo)一直密切(qie)觀察(cha)，突然間(jian)(jian)，我(wo)(wo)(wo)發(fa)現(xian)光(guang)線(xian)變(bian)暗(an)，所出(chu)現(xian)的(de)時(shi)間(jian)(jian)與(yu)我(wo)(wo)(wo)們的(de)預計相同，真(zhen)的(de)是太美了。我(wo)(wo)(wo)認為(wei)我(wo)(wo)(wo)們發(fa)現(xian)了來自這(zhe)顆(ke)行星的(de)光(guang)線(xian)。這(zhe)是一個令人非(fei)常興奮的(de)時(shi)刻！“

不宜居性

雖然體積與地球相當，開(kai)普勒78b幾乎不具(ju)有適(shi)居(ju)性，原(yuan)因(yin)就在于(yu)距離(li)母(mu)星(xing)太近。韋(wei)恩指出：“生(sheng)活在一個充斥著熔巖的(de)(de)(de)世界將(jiang)是怎樣(yang)一番景(jing)象，你只能靠自己的(de)(de)(de)想象了。”不過，這(zhe)并不能排(pai)除其他軌(gui)道周(zhou)期較(jiao)短(duan)的(de)(de)(de)系外行星(xing)具(ju)有適(shi)居(ju)性。韋(wei)恩的(de)(de)(de)小(xiao)組正在尋找環繞(rao)冷星(xing)運行的(de)(de)(de)系外行星(xing)。冷星(xing)也被稱之(zhi)為(wei)“褐矮(ai)星(xing)”，是一種“失敗的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)”，因(yin)質量(liang)不足無法(fa)成為(wei)燃(ran)燒的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)，但其質量(liang)仍(reng)遠(yuan)大于(yu)太陽(yang)系最大的(de)(de)(de)行星(xing)木星(xing)。韋(wei)恩說：“如果環繞(rao)一顆褐矮(ai)星(xing)運行行星(xing)會在幾天內靠近這(zhe)顆恒(heng)星(xing)。此時的(de)(de)(de)行星(xing)如果溫度適(shi)中的(de)(de)(de)話仍(reng)有適(shi)居(ju)性。

存在神秘

“我們并沒(mei)有發現尋找(zhao)可居住區里地球大小(xiao)行(xing)(xing)星(xing)的(de)(de)捷徑，”霍華德說(shuo)道(dao)。“這(zhe)將要(yao)求新一代的(de)(de)極穩定(ding)的(de)(de)光譜攝影機(ji)以及世界上最大的(de)(de)望遠鏡(jing)。”然而(er)，開普勒-78b也(ye)提出(chu)了一個更加(jia)直接的(de)(de)謎題：為什(shen)么這(zhe)顆(ke)行(xing)(xing)星(xing)會存在？當(dang)行(xing)(xing)星(xing)系統形(xing)成時，年(nian)輕的(de)(de)恒星(xing)更大，它將完(wan)全吞沒(mei)處于(yu)軌道(dao)的(de)(de)開普勒-78b。這(zhe)意味著這(zhe)顆(ke)行(xing)(xing)星(xing)應該形(xing)成于(yu)非常遠的(de)(de)距(ju)離然后朝恒星(xing)逐漸靠近。但(dan)如(ru)(ru)果(guo)事(shi)實的(de)(de)確如(ru)(ru)此(ci)，那么應該已經(jing)完(wan)全落入恒星(xing)內部(bu)。

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12月10日據美國(guo)《探索》雜志(zhi)網站報道，在眾(zhong)多(duo)系外行星中，開(kai)普勒(le)(le)(le)-78b顯得(de)與眾(zhong)不同，這(zhe)不僅是因(yin)(yin)為(wei)(wei)它(ta)(ta)的(de)大小與地球相當，可能(neng)擁有巖石的(de)地表(biao)和一(yi)(yi)個(ge)鐵核。開(kai)普勒(le)(le)(le)-78b與地球之間的(de)相似性(xing)可能(neng)還并不局限于此(ci)。它(ta)(ta)圍繞一(yi)(yi)顆與太陽(yang)相似的(de)恒星“開(kai)普勒(le)(le)(le)-78”運(yun)行，距離(li)非常(chang)近，一(yi)(yi)“年”的(de)長度(du)僅有8.5小時。事實上，由于它(ta)(ta)和它(ta)(ta)的(de)“太陽(yang)”之間的(de)距離(li)實在太過接近，其地表(biao)的(de)平均氣溫要(yao)比地球高出(chu)近2000攝氏度(du)。因(yin)(yin)此(ci)，將其稱(cheng)為(wei)(wei)一(yi)(yi)個(ge)“巖石”行星實際(ji)上是不嚴謹的(de)，因(yin)(yin)為(wei)(wei)它(ta)(ta)更像是一(yi)(yi)顆被巖漿淹(yan)沒的(de)地獄星球。

但這(zhe)(zhe)還并非是開普勒(le)-78b背后謎團的全部，事實上，科學(xue)家們(men)認(ren)為這(zhe)(zhe)顆行星根本就不應該存在。

美國(guo)哈佛(fo)-史(shi)密松天(tian)體(ti)物理(li)中(zhong)心(CfA)的天(tian)文(wen)學家大衛·拉森(David Latham)在一(yi)份(fen)新聞稿中(zhong)表示：“這(zhe)顆行星完全是一(yi)個謎團。我們(men)不(bu)知道它(ta)為何會形(xing)成，也不(bu)知道它(ta)如(ru)何會遷移到它(ta)今天(tian)所(suo)在的位置上。但我們(men)的確(que)很清楚一(yi)點，那就是這(zhe)樣的狀況將不(bu)會永遠持續下去。”

按照現有(you)的(de)行(xing)星形成理論(lun)，這(zhe)(zhe)顆行(xing)星簡直就是(shi)異類——它的(de)體積很小，大約僅(jin)比地球大出(chu)20%左右，它不可能在(zai)所處的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)上演化形成，并且理論(lun)中也(ye)找不出(chu)任何(he)一(yi)種機制能夠使其從別處遷移(yi)到這(zhe)(zhe)里。但(dan)有(you)一(yi)點是(shi)肯定(ding)的(de)，那(nei)就是(shi)它將無法在(zai)位(wei)置(zhi)(zhi)上堅(jian)持太(tai)久，它將注(zhu)定(ding)被恒星的(de)大火吞噬。

不過這里的“不久”當然是天文學意(yi)義的尺度，對于一顆根本就(jiu)不該(gai)存(cun)在的行星(xing)來說，這樣的壽命已經夠慷慨了。按照估算，開普勒-78b將在大約(yue)30億年后落入(ru)恒星(xing)的熊(xiong)熊(xiong)烈焰之中。

恒(heng)星(xing)開普(pu)勒-78位于天鵝座，距離地球約400光(guang)年。當(dang)其處于恒(heng)星(xing)演(yan)化的(de)早期階段時，其體(ti)(ti)(ti)積要(yao)大得多。而當(dang)天文學(xue)家們嘗試計(ji)算這(zhe)顆恒(heng)星(xing)在其演(yan)化早期的(de)體(ti)(ti)(ti)積大小(xiao)時，他(ta)們發現那時候行星(xing)開普(pu)勒-78b的(de)軌道將會位于恒(heng)星(xing)內部。哈佛-史密松天體(ti)(ti)(ti)物理(li)中(zhong)心的(de)天文學(xue)家迪米特·薩塞洛夫(Dimitar Sasselov)說：“它當(dang)然不可能在今天所處的(de)位置(zhi)上形(xing)成(cheng)，因為你不能在一(yi)顆恒(heng)星(xing)的(de)內部形(xing)成(cheng)一(yi)顆行星(xing)。”

那(nei)么是(shi)否有可(ke)能是(shi)這(zhe)顆行星(xing)早期(qi)曾經(jing)擁有更遠(yuan)的(de)軌道(dao)，而在(zai)此后才逐漸(jian)發生了(le)向內遷(qian)移？這(zhe)一種可(ke)能性也(ye)已經(jing)被研究人員排除。薩塞洛夫(fu)表示：“它(ta)不可(ke)能是(shi)在(zai)遠(yuan)處(chu)形(xing)成之后再向內遷(qian)移到目(mu)前位置的(de)，因為如果那(nei)樣的(de)話(hua)它(ta)就會(hui)直接一頭撞上(shang)恒星(xing)。因此我們處(chu)于兩難境地。”

但盡管擁有此類(lei)奇特的(de)特征，開普(pu)勒-78b并不(bu)孤單，實際(ji)上(shang)它(ta)代表了(le)一(yi)類(lei)由(you)美國宇航局開普(pu)勒空間望遠鏡發現的(de)新(xin)類(lei)型系外行星(xing)。這(zhe)類(lei)系外行星(xing)的(de)大小(xiao)與地球接近(jin)，并且軌道(dao)非常靠近(jin)恒(heng)星(xing)(公轉周(zhou)期低(di)于12小(xiao)時(shi))。在這(zhe)其(qi)中，開普(pu)勒-78b是(shi)首顆被(bei)測(ce)定了(le)大小(xiao)和(he)密度的(de)成員。拉森表示：“開普(pu)勒-78b是(shi)這(zhe)一(yi)新(xin)類(lei)型系外行星(xing)的(de)典(dian)型代表。”

盡管是開(kai)普勒小組(zu)最先發現(xian)(xian)了開(kai)普勒-78b，但在研究(jiu)過程中科(ke)學家們還借助了設置在西班牙加(jia)那利群(qun)島上的(de)(de)(de)(de)天文觀測(ce)(ce)設備，以(yi)(yi)及夏(xia)威夷凱(kai)克望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)高分辨率觀測(ce)(ce)數據(ju)。開(kai)普勒空間望(wang)遠(yuan)鏡探測(ce)(ce)系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)理(li)是所謂的(de)(de)(de)(de)“凌(ling)星(xing)(xing)(xing)(xing)法(fa)”——即(ji)對恒星(xing)(xing)(xing)(xing)進(jin)行精(jing)確測(ce)(ce)光(guang)，當有行星(xing)(xing)(xing)(xing)從恒星(xing)(xing)(xing)(xing)面前經(jing)過時便(bian)會(hui)(hui)遮擋恒星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分光(guang)芒，從而導致(zhi)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度出現(xian)(xian)輕微(wei)下降而被(bei)檢測(ce)(ce)到(dao)。這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)數據(ju)可(ke)以(yi)(yi)用來估算(suan)系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)大小。而另一種方(fang)法(fa)則被(bei)稱作(zuo)“徑(jing)向速(su)度法(fa)”，其基本原(yuan)(yuan)理(li)是：當行星(xing)(xing)(xing)(xing)圍繞恒星(xing)(xing)(xing)(xing)運行時，盡管其質量(liang)相比(bi)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)而言很小，但仍然會(hui)(hui)對恒星(xing)(xing)(xing)(xing)產生一定的(de)(de)(de)(de)影響，使(shi)其出現(xian)(xian)輕微(wei)的(de)(de)(de)(de)晃動。通過檢測(ce)(ce)這種晃動效應(ying)，科(ke)學家們便(bian)能估算(suan)出系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)大小。將(jiang)徑(jing)向速(su)度法(fa)與凌(ling)星(xing)(xing)(xing)(xing)法(fa)獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)(de)數據(ju)資料相結合，科(ke)學家們便(bian)可(ke)以(yi)(yi)計算(suan)出系(xi)外(wai)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)密度數值。

天(tian)文(wen)學家們(men)指(zhi)出(chu)，在(zai)我們(men)太陽系的(de)內(nei)部水星(xing)(xing)軌道內(nei)側也完全可能曾(ceng)經過(guo)一顆大行(xing)星(xing)(xing)，只是后來(lai)整個被太陽吞(tun)噬，沒有留下一點痕跡。而從另一方面來(lai)說，盡(jin)管這(zhe)(zhe)類奇特的(de)系外行(xing)星(xing)(xing)的(de)起源問題尚(shang)不明朗，但或(huo)許可以將它(ta)(ta)們(men)稱作“伊(yi)卡(ka)魯斯行(xing)星(xing)(xing)”——正如古希臘神(shen)話(hua)中的(de)人物伊(yi)卡(ka)魯斯那樣，它(ta)(ta)們(men)飛(fei)地(di)離太陽太近(jin)了。這(zhe)(zhe)無(wu)異(yi)于飛(fei)蛾(e)撲火，最終會將它(ta)(ta)們(men)引向滅亡。