開普勒-78b位于天鵝座方向，距離地球400光年。它的體積是地球的1.2倍，質(zhì)量是地球的1.7倍。

這顆編號為"開普勒-78b"的行星每隔8.5小時繞其中央恒星公轉(zhuǎn)一周。由于離中央恒星太近，它的表面溫度高于2000攝氏度，不適合生命生存。

發(fā)現(xiàn)行星

“開普勒-78b”是利用美國宇航局“開普勒太空望遠(yuǎn)鏡”收集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的，花費(fèi)了3.5年時間觀測恒星亮度規(guī)律性的下降，也就是俗稱的過境，它描述了行星從恒星面前經(jīng)過的特征。這揭示了行星的大小，它遮擋的星光越多，行星體積越大。為了捕捉當(dāng)行星經(jīng)過恒星表面時所導(dǎo)致的亮度變暗，這架望遠(yuǎn)鏡在太空運(yùn)轉(zhuǎn)了4年，對150000多顆恒星進(jìn)行了不間斷監(jiān)視。

天文學(xué)家利用一種叫“視向速度”的方法測量了該行星的質(zhì)量。這種方法基于行星圍繞中央恒星公轉(zhuǎn)時，彼此的引力牽引導(dǎo)致恒星的晃動。又以“凌星法”測量了其質(zhì)量，當(dāng)系外行星經(jīng)過中央恒星表面的時候，會短暫遮擋一些光線，導(dǎo)致星光看起來變暗，“開普勒望遠(yuǎn)鏡”基于這點來判斷出行星的體積。

“開普勒-78b”是第一顆同時精確測定了質(zhì)量和體積的系外行星。知道這兩個參數(shù)之后，天文學(xué)家就可以計算它的密度和判定它的組成。研究表明，“開普勒-78b”的體積是地球的1.2倍，質(zhì)量是地球的1.7倍。由此推斷，這顆行星主要由巖石和鐵組成的。

密度測量

開普勒太空望遠(yuǎn)鏡首次觀測到并沒有提供行星質(zhì)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(shù)目前為止測量行星質(zhì)量最成功的的技術(shù)便是觀測行星引力導(dǎo)致恒星的微小波動。行星質(zhì)量越大，距離恒星越近產(chǎn)生的波動也就越大。地球質(zhì)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(dāng)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)開普勒-78b公轉(zhuǎn)一年只有8小時后，兩支科研小組嘗試的計算了它的質(zhì)量。

霍華德的研究小組利用位于夏威夷的凱克望遠(yuǎn)鏡觀測它的恒星。同時瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的弗朗西斯科·佩佩（Francesco Pepe）帶領(lǐng)的另一支研究小組利用西班牙拉帕爾瑪島的高精度徑向速度行星搜索儀（HARPS-N）望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測。

霍華德的研究小組報告稱這顆行星半徑是地球的1.2倍，質(zhì)量是地球的1.69倍。佩佩小組計算出它的半徑是地球的1.6倍，質(zhì)量是地球的1.86倍。兩者都提出了該行星密度大約為5.5克每立方厘米，這與地球非常相似，暗示著它具有鐵和巖石的組成成分。

不幸的是，這顆行星非常炙熱以至于巖石可能已經(jīng)熔化。因此利用這項技術(shù)發(fā)現(xiàn)更冷更宜居的地球雙胞胎可能會非常艱難，這主要是因為它們與宿主恒星的距離。

研究人員認(rèn)為開普勒78b與母星之間的距離只有水星-太陽間距離的大約1/40。據(jù)估計，這顆行星的表面可能已經(jīng)完全熔化，形成一個巨大的熔巖海洋，溫度高達(dá)2760攝氏度。

開普勒78b環(huán)繞的恒星可能比較年輕，旋轉(zhuǎn)速度是太陽的2倍。令天文學(xué)家感到興奮的是，他們探測到來自開普勒78b的光線。這是天文學(xué)家第一次探測到體積如此小的系外行星反射的光線，能夠幫助他們了解開普勒78b的表面構(gòu)成和反射性。

開普勒78b距離母星很近，科學(xué)家希望對這顆行星的引力對母星產(chǎn)生的影響進(jìn)行測量。測量獲取的數(shù)據(jù)可用于推算開普勒78b的質(zhì)量，讓開普勒78b成為第一顆質(zhì)量可知的體積與地球相當(dāng)?shù)南低庑行?。為了發(fā)現(xiàn)開普勒78b，研究小組借助開普勒望遠(yuǎn)鏡對超過15萬顆恒星進(jìn)行了觀測。

為了發(fā)現(xiàn)開普勒78b，研究小組對能夠說明一顆行星可能周期性在恒星前方穿過的光線變暗現(xiàn)象進(jìn)行了觀測。麻省理工學(xué)院的羅伯托·薩奇斯·奧杰達(dá)表示：“我一直密切觀察，突然間，我發(fā)現(xiàn)光線變暗，所出現(xiàn)的時間與我們的預(yù)計相同，真的是太美了。我認(rèn)為我們發(fā)現(xiàn)了來自這顆行星的光線。這是一個令人非常興奮的時刻！“

不宜居性

雖然體積與地球相當(dāng)，開普勒78b幾乎不具有適居性，原因就在于距離母星太近。韋恩指出：“生活在一個充斥著熔巖的世界將是怎樣一番景象，你只能靠自己的想象了?！辈贿^，這并不能排除其他軌道周期較短的系外行星具有適居性。韋恩的小組正在尋找環(huán)繞冷星運(yùn)行的系外行星。冷星也被稱之為“褐矮星”，是一種“失敗的恒星”，因質(zhì)量不足無法成為燃燒的恒星，但其質(zhì)量仍遠(yuǎn)大于太陽系最大的行星木星。韋恩說：“如果環(huán)繞一顆褐矮星運(yùn)行行星會在幾天內(nèi)靠近這顆恒星。此時的行星如果溫度適中的話仍有適居性。

存在神秘

“我們并沒有發(fā)現(xiàn)尋找可居住區(qū)里地球大小行星的捷徑，”霍華德說道?！斑@將要求新一代的極穩(wěn)定的光譜攝影機(jī)以及世界上最大的望遠(yuǎn)鏡。”然而，開普勒-78b也提出了一個更加直接的謎題：為什么這顆行星會存在？當(dāng)行星系統(tǒng)形成時，年輕的恒星更大，它將完全吞沒處于軌道的開普勒-78b。這意味著這顆行星應(yīng)該形成于非常遠(yuǎn)的距離然后朝恒星逐漸靠近。但如果事實的確如此，那么應(yīng)該已經(jīng)完全落入恒星內(nèi)部。

無論是哪種情況，這顆行星的診斷都不容樂觀：理論學(xué)家預(yù)測在未來30億年，重力將導(dǎo)致開普勒-78b旋轉(zhuǎn)落入自身恒星并被撕成碎片，2013年12月10日據(jù)美國《探索》雜志網(wǎng)站報道，在眾多系外行星中，開普勒-78b顯得與眾不同，這不僅是因為它的大小與地球相當(dāng)，可能擁有巖石的地表和一個鐵核。開普勒-78b與地球之間的相似性可能還并不局限于此。它圍繞一顆與太陽相似的恒星“開普勒-78”運(yùn)行，距離非常近，一“年”的長度僅有8.5小時。事實上，由于它和它的“太陽”之間的距離實在太過接近，其地表的平均氣溫要比地球高出近2000攝氏度。因此，將其稱為一個“巖石”行星實際上是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因為它更像是一顆被巖漿淹沒的地獄星球。

但這還并非是開普勒-78b背后謎團(tuán)的全部，事實上，科學(xué)家們認(rèn)為這顆行星根本就不應(yīng)該存在。

美國哈佛-史密松天體物理中心(CfA)的天文學(xué)家大衛(wèi)·拉森(David Latham)在一份新聞稿中表示：“這顆行星完全是一個謎團(tuán)。我們不知道它為何會形成，也不知道它如何會遷移到它今天所在的位置上。但我們的確很清楚一點，那就是這樣的狀況將不會永遠(yuǎn)持續(xù)下去?！?/p>

按照現(xiàn)有的行星形成理論，這顆行星簡直就是異類——它的體積很小，大約僅比地球大出20%左右，它不可能在所處的位置上演化形成，并且理論中也找不出任何一種機(jī)制能夠使其從別處遷移到這里。但有一點是肯定的，那就是它將無法在位置上堅持太久，它將注定被恒星的大火吞噬。

不過這里的“不久”當(dāng)然是天文學(xué)意義的尺度，對于一顆根本就不該存在的行星來說，這樣的壽命已經(jīng)夠慷慨了。按照估算，開普勒-78b將在大約30億年后落入恒星的熊熊烈焰之中。

恒星開普勒-78位于天鵝座，距離地球約400光年。當(dāng)其處于恒星演化的早期階段時，其體積要大得多。而當(dāng)天文學(xué)家們嘗試計算這顆恒星在其演化早期的體積大小時，他們發(fā)現(xiàn)那時候行星開普勒-78b的軌道將會位于恒星內(nèi)部。哈佛-史密松天體物理中心的天文學(xué)家迪米特·薩塞洛夫(Dimitar Sasselov)說：“它當(dāng)然不可能在今天所處的位置上形成，因為你不能在一顆恒星的內(nèi)部形成一顆行星?！?/p>

那么是否有可能是這顆行星早期曾經(jīng)擁有更遠(yuǎn)的軌道，而在此后才逐漸發(fā)生了向內(nèi)遷移？這一種可能性也已經(jīng)被研究人員排除。薩塞洛夫表示：“它不可能是在遠(yuǎn)處形成之后再向內(nèi)遷移到目前位置的，因為如果那樣的話它就會直接一頭撞上恒星。因此我們處于兩難境地?！?/p>

但盡管擁有此類奇特的特征，開普勒-78b并不孤單，實際上它代表了一類由美國宇航局開普勒空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的新類型系外行星。這類系外行星的大小與地球接近，并且軌道非?？拷阈?公轉(zhuǎn)周期低于12小時)。在這其中，開普勒-78b是首顆被測定了大小和密度的成員。拉森表示：“開普勒-78b是這一新類型系外行星的典型代表。”

盡管是開普勒小組最先發(fā)現(xiàn)了開普勒-78b，但在研究過程中科學(xué)家們還借助了設(shè)置在西班牙加那利群島上的天文觀測設(shè)備，以及夏威夷凱克望遠(yuǎn)鏡的高分辨率觀測數(shù)據(jù)。開普勒空間望遠(yuǎn)鏡探測系外行星的原理是所謂的“凌星法”——即對恒星進(jìn)行精確測光，當(dāng)有行星從恒星面前經(jīng)過時便會遮擋恒星的一部分光芒，從而導(dǎo)致恒星的亮度出現(xiàn)輕微下降而被檢測到。這樣的測量數(shù)據(jù)可以用來估算系外行星的直徑大小。而另一種方法則被稱作“徑向速度法”，其基本原理是：當(dāng)行星圍繞恒星運(yùn)行時，盡管其質(zhì)量相比恒星而言很小，但仍然會對恒星產(chǎn)生一定的影響，使其出現(xiàn)輕微的晃動。通過檢測這種晃動效應(yīng)，科學(xué)家們便能估算出系外行星的質(zhì)量大小。將徑向速度法與凌星法獲得的數(shù)據(jù)資料相結(jié)合，科學(xué)家們便可以計算出系外行星的密度數(shù)值。

天文學(xué)家們指出，在我們太陽系的內(nèi)部水星軌道內(nèi)側(cè)也完全可能曾經(jīng)過一顆大行星，只是后來整個被太陽吞噬，沒有留下一點痕跡。而從另一方面來說，盡管這類奇特的系外行星的起源問題尚不明朗，但或許可以將它們稱作“伊卡魯斯行星”——正如古希臘神話中的人物伊卡魯斯那樣，它們飛地離太陽太近了。這無異于飛蛾撲火，最終會將它們引向滅亡。