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翻譯：葛文迪

校對：牧夫校對組

編排：胡暖暖

后臺：朱宸宇

https://www.space.com/astronomy/exoplanets/astronomers-detect-rare-free-floating-exoplanet-10-000-light-years-from-earth

流浪行星——在宇宙中孤獨(dú)漂泊、沒有恒星相伴的世界——對科學(xué)家來說仍充滿謎團(tuán)。如今，天文學(xué)家首次通過精確測定其距離和質(zhì)量，確認(rèn)了一顆無恒星世界的存在：一顆大小與土星相仿、距地球約1萬光年的流浪行星。

一幅示意圖，展示一顆自由漂浮的行星在銀河系中心區(qū)域通過引力微透鏡效應(yīng)放大遠(yuǎn)處恒星的光；行星周圍出現(xiàn)兩顆被放大的恒星像，形成所謂“愛因斯坦環(huán)”。（圖片來源：J. Skowron, K. Ulaczyk / OGLE）

行星通常圍繞一顆或多顆恒星運(yùn)行。然而，2000年，天文學(xué)家首次探測到“流浪行星”的跡象——一顆不圍繞任何恒星運(yùn)行的自由漂浮世界。2024年，研究人員利用多臺地面天文臺以及歐洲航天局已退役的蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡，同時(shí)從地球和太空觀測到一顆遙遠(yuǎn)恒星的光線被某物體扭曲。這些觀測幫助科學(xué)家估算出，這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的世界，位于銀河系中心方向，距地球約9950光年，質(zhì)量約為地球的70倍。（相比之下，土星質(zhì)量約為地球的95倍。）

發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)表示，這類自由漂浮的行星在銀河系中的數(shù)量可能遠(yuǎn)超我們想象。研究共同作者、波蘭華沙大學(xué)天體物理學(xué)家安杰伊·烏達(dá)爾斯基在接受Space.com采訪時(shí)說道：“關(guān)于行星系統(tǒng)形成的理論研究表明，它們在銀河系中應(yīng)該非常普遍，數(shù)量甚至可能是銀河系恒星數(shù)量的幾倍?！?/p>

藝術(shù)家描繪的自由漂浮行星透鏡化遠(yuǎn)方光源的概念圖。（圖片來源：J. Skowron / OGLE）

更多關(guān)于流浪行星的數(shù)據(jù)，將有助于揭示所有行星的形成機(jī)制，以及哪些類型的行星會因何種原因“流浪”。此前研究認(rèn)為，行星系統(tǒng)早期世界間的劇烈相互作用可能將行星拋向外太空；掠過的恒星也可能擾亂行星系統(tǒng)，將世界拋入虛空。此外，一些流浪行星可能直接由孕育恒星的同一片氣體塵埃云中獨(dú)立形成。

流浪行星極難發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈儼l(fā)出的光太暗，現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡無法直接捕捉。目前，唯一可行的辦法是利用引力場——它會使時(shí)空本身發(fā)生彎曲。

當(dāng)一顆流浪行星從某顆恒星前方掠過時(shí)，它的引力場就像透鏡一樣，把那顆星的亮度暫時(shí)放大，天文學(xué)家據(jù)此推斷出流浪行星的存在。迄今，研究人員用這種方法已找到約十幾顆候選流浪行星。

藝術(shù)家對微透鏡事件 KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516 的概念圖，該事件由地面多臺天文臺與蓋亞衛(wèi)星同步觀測。（圖片來源：J. Skowron / OGLE）

然而，“引力微透鏡”法本身無法直接給出這些世界的距離，也就難以進(jìn)一步推算它們的質(zhì)量等關(guān)鍵特征。因此，關(guān)于流浪行星的許多信息長期只能猜測——天文學(xué)家甚至無法確定它們究竟是行星，還是質(zhì)量更大的“失敗恒星”褐矮星。

如今，天文學(xué)家不僅發(fā)現(xiàn)了一顆流浪行星，還測出了它的距離和質(zhì)量。通過從兩個(gè)不同視角（地球和太空）同時(shí)觀測編號為 KMT-2024-BLG-0792 與 OGLE-2024-BLG-0516 的微透鏡事件，團(tuán)隊(duì)用三角法算出了它離地球的距離；再結(jié)合引力扭曲光線的持續(xù)時(shí)間，便估算出其質(zhì)量。

論文共同作者、北京大學(xué)天文系教授東蘇勃在聲明中說：“我們的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步表明，銀河系可能充斥著流浪行星?！?/p>

下一代空間望遠(yuǎn)鏡有望找到更多流浪行星。例如，NASA 的 Nancy Grace Roman 空間望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃 2026 年發(fā)射，其紅外巡天速度將是哈勃的 1000 倍；中國的“地球 2.0”衛(wèi)星擬于 2028 年升空，也將搜尋自由漂浮的行星。

烏達(dá)爾斯基說：“自由漂浮行星研究的未來一片光明?！?/p>

責(zé)任編輯：郭皓存

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