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開普勒(le)-78b位于天鵝(e)座方向，距(ju)離(li)地球(qiu)400光年。它的體(ti)積(ji)是(shi)地球(qiu)的1.2倍(bei)，質量是(shi)地球(qiu)的1.7倍(bei)。

這(zhe)顆編(bian)號(hao)為(wei)"開普勒-78b"的(de)行星每隔8.5小時繞其中(zhong)央恒星公(gong)轉一周。由(you)于(yu)離中(zhong)央恒星太近，它(ta)的(de)表面(mian)溫度高于(yu)2000攝氏度，不適合生命生存。

發現行星

“開普(pu)勒(le)-78b”是利用美國(guo)宇(yu)航局(ju)“開普(pu)勒(le)太空望遠鏡”收集的(de)數據發現(xian)的(de)，花(hua)費了3.5年時間觀測(ce)恒星(xing)亮(liang)度規(gui)律性的(de)下(xia)降(jiang)，也就(jiu)是俗(su)稱(cheng)的(de)過境，它描述了行(xing)星(xing)從恒星(xing)面前經(jing)過的(de)特征。這(zhe)揭示了行(xing)星(xing)的(de)大(da)小，它遮擋(dang)的(de)星(xing)光越(yue)多，行(xing)星(xing)體積越(yue)大(da)。為了捕捉當行(xing)星(xing)經(jing)過恒星(xing)表(biao)面時所(suo)導致的(de)亮(liang)度變暗，這(zhe)架望遠鏡在太空運轉了4年，對150000多顆恒星(xing)進行(xing)了不間斷監視(shi)。

天文學(xue)家利用一種叫“視(shi)向速度”的方法測量(liang)(liang)了該(gai)行(xing)星(xing)的質量(liang)(liang)。這種方法基于(yu)行(xing)星(xing)圍(wei)繞(rao)中央恒星(xing)公轉(zhuan)時(shi)，彼此的引力牽引導(dao)致恒星(xing)的晃動(dong)。又以“凌星(xing)法”測量(liang)(liang)了其(qi)質量(liang)(liang)，當系外行(xing)星(xing)經過(guo)中央恒星(xing)表面的時(shi)候，會短暫遮擋一些光線，導(dao)致星(xing)光看(kan)起來變暗，“開普勒望遠鏡”基于(yu)這點來判斷出行(xing)星(xing)的體積。

“開普(pu)勒(le)-78b”是(shi)第一顆(ke)同時精確測(ce)定(ding)了(le)質量和體積的(de)系外行(xing)星(xing)。知道這兩個參數之后，天文學家就可以計算它(ta)的(de)密度和判定(ding)它(ta)的(de)組成(cheng)(cheng)。研究表明，“開普(pu)勒(le)-78b”的(de)體積是(shi)地(di)球的(de)1.2倍(bei)，質量是(shi)地(di)球的(de)1.7倍(bei)。由(you)此推斷，這顆(ke)行(xing)星(xing)主要(yao)由(you)巖石和鐵組成(cheng)(cheng)的(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(ke)(ke)學家們發現開普勒(le)-78b公轉一(yi)年(nian)只有8小(xiao)時后(hou)，兩支科(ke)(ke)研(yan)小(xiao)組嘗試的計算了它的質(zhi)量。

霍華德的(de)(de)研究(jiu)小(xiao)組(zu)利用(yong)位于夏威夷的(de)(de)凱克望(wang)遠(yuan)鏡觀(guan)測它的(de)(de)恒星(xing)(xing)。同時瑞士日內瓦大(da)學的(de)(de)弗朗西斯科·佩佩（Francesco Pepe）帶領的(de)(de)另(ling)一支研究(jiu)小(xiao)組(zu)利用(yong)西班(ban)牙(ya)拉帕(pa)爾(er)瑪島的(de)(de)高精度徑向(xiang)速(su)度行星(xing)(xing)搜(sou)索(suo)儀（HARPS-N）望(wang)遠(yuan)鏡進行觀(guan)測。

霍華(hua)德的(de)研究小組報告稱這顆行(xing)星半徑(jing)是地(di)球的(de)1.2倍(bei)，質量是地(di)球的(de)1.69倍(bei)。佩佩小組計(ji)算出它的(de)半徑(jing)是地(di)球的(de)1.6倍(bei)，質量是地(di)球的(de)1.86倍(bei)。兩者都(dou)提(ti)出了(le)該(gai)行(xing)星密度大約為(wei)5.5克每(mei)立方厘米(mi)，這與(yu)地(di)球非(fei)常(chang)相似，暗示(shi)著(zhu)它具有(you)鐵和巖石的(de)組成(cheng)成(cheng)分。

不(bu)幸的是(shi)，這顆行星非(fei)常(chang)炙熱以至于巖(yan)石可能已經(jing)熔(rong)化(hua)。因(yin)此(ci)利用(yong)這項技術發現更(geng)冷更(geng)宜居的地球雙胞(bao)胎(tai)可能會(hui)非(fei)常(chang)艱難，這主要是(shi)因(yin)為它們(men)與宿主恒星的距離。

研究人員認為開普(pu)勒78b與(yu)母星(xing)(xing)之間的距離只(zhi)有水(shui)星(xing)(xing)-太陽間距離的大(da)約(yue)1/40。據(ju)估計，這顆(ke)行星(xing)(xing)的表面可能已(yi)經完全熔化，形成一個巨大(da)的熔巖(yan)海洋，溫(wen)度高達2760攝氏(shi)度。

開普(pu)勒78b環繞的(de)(de)(de)恒星可能(neng)(neng)比較年(nian)輕(qing)，旋轉速度是太陽的(de)(de)(de)2倍。令天文(wen)學家感到興奮的(de)(de)(de)是，他們探測到來自開普(pu)勒78b的(de)(de)(de)光線。這是天文(wen)學家第一(yi)次探測到體(ti)積(ji)如此(ci)小的(de)(de)(de)系外行星反射的(de)(de)(de)光線，能(neng)(neng)夠幫助他們了(le)解開普(pu)勒78b的(de)(de)(de)表面(mian)構成和反射性。

開(kai)(kai)普勒(le)(le)78b距(ju)離(li)母(mu)星很近，科學(xue)家希望對(dui)(dui)這顆(ke)行(xing)星的(de)(de)引力對(dui)(dui)母(mu)星產生的(de)(de)影響進行(xing)測量。測量獲取的(de)(de)數據可(ke)用于推算開(kai)(kai)普勒(le)(le)78b的(de)(de)質量，讓開(kai)(kai)普勒(le)(le)78b成為第(di)一顆(ke)質量可(ke)知的(de)(de)體積與(yu)地球相當的(de)(de)系外行(xing)星。為了(le)發現開(kai)(kai)普勒(le)(le)78b，研究小組借助開(kai)(kai)普勒(le)(le)望遠鏡對(dui)(dui)超過15萬顆(ke)恒星進行(xing)了(le)觀測。

為(wei)(wei)了發現(xian)(xian)(xian)開(kai)普勒(le)78b，研(yan)究(jiu)小(xiao)組對能(neng)夠說明(ming)一(yi)顆行(xing)星可能(neng)周期性在恒星前方穿過(guo)的(de)(de)光(guang)線(xian)變(bian)暗現(xian)(xian)(xian)象進行(xing)了觀(guan)測。麻省理工(gong)學(xue)院(yuan)的(de)(de)羅伯托·薩(sa)奇斯·奧杰達表示：“我一(yi)直密切觀(guan)察，突然間(jian)(jian)，我發現(xian)(xian)(xian)光(guang)線(xian)變(bian)暗，所出現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)與我們的(de)(de)預計相同，真的(de)(de)是太美了。我認(ren)為(wei)(wei)我們發現(xian)(xian)(xian)了來自(zi)這(zhe)顆行(xing)星的(de)(de)光(guang)線(xian)。這(zhe)是一(yi)個令(ling)人非常興奮的(de)(de)時(shi)刻(ke)！“

不宜居性

雖然(ran)體(ti)積與地球相(xiang)當(dang)，開(kai)普勒78b幾乎不(bu)具(ju)有(you)適(shi)居性，原(yuan)因(yin)就(jiu)在(zai)于(yu)距離母星(xing)太近(jin)。韋恩指(zhi)出：“生活在(zai)一(yi)個充(chong)斥著熔巖的(de)(de)(de)(de)(de)世界(jie)將是怎樣一(yi)番景(jing)象，你(ni)只能靠自己的(de)(de)(de)(de)(de)想象了。”不(bu)過(guo)，這(zhe)并不(bu)能排除其他(ta)軌道周期較短的(de)(de)(de)(de)(de)系外行星(xing)具(ju)有(you)適(shi)居性。韋恩的(de)(de)(de)(de)(de)小組正在(zai)尋找環(huan)繞(rao)冷(leng)星(xing)運(yun)行的(de)(de)(de)(de)(de)系外行星(xing)。冷(leng)星(xing)也被(bei)稱之為(wei)(wei)“褐(he)矮星(xing)”，是一(yi)種“失敗的(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)”，因(yin)質(zhi)量不(bu)足(zu)無法成為(wei)(wei)燃燒的(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)，但其質(zhi)量仍遠(yuan)大(da)于(yu)太陽系最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)木星(xing)。韋恩說：“如(ru)果(guo)環(huan)繞(rao)一(yi)顆褐(he)矮星(xing)運(yun)行行星(xing)會在(zai)幾天內靠近(jin)這(zhe)顆恒星(xing)。此(ci)時的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)如(ru)果(guo)溫(wen)度適(shi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)仍有(you)適(shi)居性。

存在神秘

“我(wo)們并沒(mei)有發現尋找可居住(zhu)區里地球大小行星(xing)(xing)的(de)(de)捷徑，”霍華(hua)德(de)說(shuo)道(dao)。“這將(jiang)要求(qiu)新一代的(de)(de)極穩(wen)定的(de)(de)光譜(pu)攝影(ying)機以及(ji)世界上最大的(de)(de)望遠鏡。”然而(er)，開普(pu)(pu)勒-78b也(ye)提(ti)出了一個更加直接的(de)(de)謎(mi)題：為什么(me)(me)這顆行星(xing)(xing)會存在？當行星(xing)(xing)系統(tong)形成時，年(nian)輕的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)更大，它將(jiang)完全(quan)吞(tun)沒(mei)處于軌道(dao)的(de)(de)開普(pu)(pu)勒-78b。這意味著這顆行星(xing)(xing)應該形成于非常遠的(de)(de)距離然后朝恒(heng)(heng)星(xing)(xing)逐漸靠(kao)近。但如果(guo)事實的(de)(de)確如此，那么(me)(me)應該已經完全(quan)落入(ru)恒(heng)(heng)星(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《探索》雜志網(wang)站報(bao)道，在眾多(duo)系(xi)外行星中(zhong)，開普(pu)(pu)勒(le)-78b顯得與(yu)眾不同(tong)，這不僅是(shi)因(yin)為(wei)它的(de)(de)大(da)小(xiao)與(yu)地(di)(di)球相(xiang)當，可能(neng)(neng)擁有巖(yan)石的(de)(de)地(di)(di)表和一(yi)(yi)個鐵核。開普(pu)(pu)勒(le)-78b與(yu)地(di)(di)球之間的(de)(de)相(xiang)似(si)性可能(neng)(neng)還并不局(ju)限于此(ci)。它圍繞一(yi)(yi)顆(ke)與(yu)太(tai)陽相(xiang)似(si)的(de)(de)恒星“開普(pu)(pu)勒(le)-78”運行，距(ju)離非常近(jin)(jin)，一(yi)(yi)“年(nian)”的(de)(de)長度(du)僅有8.5小(xiao)時。事實(shi)上(shang)，由于它和它的(de)(de)“太(tai)陽”之間的(de)(de)距(ju)離實(shi)在太(tai)過(guo)接近(jin)(jin)，其(qi)地(di)(di)表的(de)(de)平均氣溫要(yao)比(bi)地(di)(di)球高出近(jin)(jin)2000攝氏度(du)。因(yin)此(ci)，將其(qi)稱為(wei)一(yi)(yi)個“巖(yan)石”行星實(shi)際上(shang)是(shi)不嚴謹的(de)(de)，因(yin)為(wei)它更(geng)像(xiang)是(shi)一(yi)(yi)顆(ke)被(bei)巖(yan)漿淹沒的(de)(de)地(di)(di)獄星球。

但這還并非是開(kai)普勒-78b背后謎團的全部，事實上，科學家們認為這顆行星根本(ben)就不(bu)應該存在。

美國哈佛(fo)-史密松(song)天體物理中心(CfA)的(de)天文學家大(da)衛·拉森(David Latham)在一(yi)份新聞稿中表示(shi)：“這(zhe)顆行星完全是一(yi)個(ge)謎團(tuan)。我們不知道(dao)它(ta)為何會形成(cheng)，也不知道(dao)它(ta)如何會遷移到(dao)它(ta)今(jin)天所在的(de)位置上。但我們的(de)確很清(qing)楚一(yi)點，那就是這(zhe)樣的(de)狀況將不會永遠持續下去。”

按照(zhao)現有的行星形(xing)成理論(lun)，這(zhe)(zhe)顆(ke)行星簡(jian)直就是(shi)異類——它(ta)的體積很小(xiao)，大(da)約僅比地(di)球大(da)出(chu)20%左(zuo)右，它(ta)不可(ke)能(neng)在所處的位置(zhi)上(shang)演化形(xing)成，并且理論(lun)中也找不出(chu)任何一種機制能(neng)夠使其從(cong)別處遷(qian)移到這(zhe)(zhe)里。但(dan)有一點是(shi)肯定的，那就是(shi)它(ta)將無法(fa)在位置(zhi)上(shang)堅持太久，它(ta)將注定被恒星的大(da)火吞噬。

不(bu)過這里的(de)“不(bu)久”當然是(shi)天文學(xue)意義的(de)尺度，對于(yu)一顆根本就不(bu)該存在(zai)的(de)行星來說(shuo)，這樣(yang)的(de)壽命已(yi)經(jing)夠慷慨了。按照估算，開普勒-78b將在(zai)大約(yue)30億(yi)年(nian)后落入恒星的(de)熊熊烈(lie)焰之中。

恒(heng)星(xing)開普(pu)(pu)勒-78位于天(tian)(tian)鵝座，距離地(di)球約400光年。當其處于恒(heng)星(xing)演化(hua)的早期(qi)階段時，其體積(ji)要(yao)大得多。而當天(tian)(tian)文學家(jia)(jia)們(men)嘗試計算這(zhe)顆恒(heng)星(xing)在其演化(hua)早期(qi)的體積(ji)大小時，他們(men)發現(xian)那時候行星(xing)開普(pu)(pu)勒-78b的軌道將會位于恒(heng)星(xing)內部(bu)。哈佛-史(shi)密松天(tian)(tian)體物理(li)中心的天(tian)(tian)文學家(jia)(jia)迪(di)米特(te)·薩塞洛夫(Dimitar Sasselov)說：“它(ta)當然不可能在今天(tian)(tian)所(suo)處的位置上形成(cheng)，因(yin)為你不能在一(yi)(yi)顆恒(heng)星(xing)的內部(bu)形成(cheng)一(yi)(yi)顆行星(xing)。”

那么是(shi)否有可(ke)能是(shi)這(zhe)顆(ke)行星(xing)早期曾(ceng)經擁有更(geng)遠的(de)軌道，而在此后(hou)才逐漸發生了(le)向(xiang)內遷移(yi)？這(zhe)一種可(ke)能性也已經被研(yan)究人員排除。薩塞(sai)洛夫表示：“它不可(ke)能是(shi)在遠處形(xing)成之后(hou)再向(xiang)內遷移(yi)到(dao)目前位置的(de)，因為(wei)如(ru)果那樣(yang)的(de)話它就(jiu)會直接一頭(tou)撞上(shang)恒星(xing)。因此我們處于兩難境地。”

但盡管擁(yong)有此類奇(qi)特的(de)特征(zheng)，開普勒-78b并不孤單，實(shi)際上它(ta)代(dai)表了(le)一(yi)類由美國宇航(hang)局開普勒空間望遠鏡發現的(de)新(xin)類型系外(wai)行星。這(zhe)類系外(wai)行星的(de)大(da)小(xiao)與地球接近(jin)，并且軌道非常(chang)靠(kao)近(jin)恒星(公(gong)轉周期低(di)于(yu)12小(xiao)時)。在這(zhe)其中，開普勒-78b是首顆被測定了(le)大(da)小(xiao)和密(mi)度(du)的(de)成員。拉森表示：“開普勒-78b是這(zhe)一(yi)新(xin)類型系外(wai)行星的(de)典(dian)型代(dai)表。”

盡管是(shi)開(kai)(kai)普勒小(xiao)組最(zui)先發現了開(kai)(kai)普勒-78b，但(dan)在(zai)研究過(guo)程中(zhong)科學家們(men)還借助了設置在(zai)西班(ban)牙加那利群島上的(de)(de)天文觀(guan)測(ce)(ce)設備，以(yi)及(ji)夏威夷凱(kai)克(ke)望(wang)遠鏡的(de)(de)高分辨率觀(guan)測(ce)(ce)數(shu)據(ju)。開(kai)(kai)普勒空間(jian)望(wang)遠鏡探測(ce)(ce)系外(wai)行星(xing)的(de)(de)原理(li)(li)是(shi)所(suo)謂的(de)(de)“凌(ling)星(xing)法”——即(ji)對恒星(xing)進(jin)行精確測(ce)(ce)光，當有(you)行星(xing)從恒星(xing)面前經過(guo)時便會遮擋(dang)恒星(xing)的(de)(de)一部分光芒，從而(er)導致恒星(xing)的(de)(de)亮度(du)(du)出(chu)現輕微(wei)下降而(er)被檢測(ce)(ce)到。這(zhe)樣的(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)數(shu)據(ju)可(ke)(ke)以(yi)用來估算系外(wai)行星(xing)的(de)(de)直徑大小(xiao)。而(er)另一種方(fang)法則(ze)被稱(cheng)作“徑向速度(du)(du)法”，其(qi)基本原理(li)(li)是(shi)：當行星(xing)圍繞恒星(xing)運(yun)行時，盡管其(qi)質量(liang)相比恒星(xing)而(er)言(yan)很小(xiao)，但(dan)仍然會對恒星(xing)產生一定的(de)(de)影響，使其(qi)出(chu)現輕微(wei)的(de)(de)晃動(dong)。通過(guo)檢測(ce)(ce)這(zhe)種晃動(dong)效(xiao)應，科學家們(men)便能估算出(chu)系外(wai)行星(xing)的(de)(de)質量(liang)大小(xiao)。將徑向速度(du)(du)法與凌(ling)星(xing)法獲得的(de)(de)數(shu)據(ju)資料(liao)相結合，科學家們(men)便可(ke)(ke)以(yi)計算出(chu)系外(wai)行星(xing)的(de)(de)密度(du)(du)數(shu)值。

天文學(xue)家(jia)們指出，在我們太陽系(xi)的(de)內部水(shui)星(xing)(xing)軌道內側也完全可能曾經過一(yi)顆大行星(xing)(xing)，只是后來(lai)整(zheng)個被(bei)太陽吞噬，沒有留(liu)下一(yi)點痕跡。而從(cong)另(ling)一(yi)方面來(lai)說，盡管這類(lei)奇(qi)特的(de)系(xi)外行星(xing)(xing)的(de)起(qi)源問(wen)題尚(shang)不明朗，但或許(xu)可以將它(ta)們稱作“伊卡(ka)魯(lu)斯(si)(si)行星(xing)(xing)”——正如古希臘神(shen)話中的(de)人(ren)物伊卡(ka)魯(lu)斯(si)(si)那樣(yang)，它(ta)們飛(fei)地(di)離太陽太近(jin)了(le)。這無異于飛(fei)蛾撲(pu)火，最(zui)終(zhong)會將它(ta)們引(yin)向滅亡。