北京時間 11 月 4 日消息,據國外媒體報道,地球繞太陽旋轉,就像一艘船漂浮在它的船錨周圍一樣。但是,如果某人或者某種原因導致船與錨脫離會怎樣呢?一顆體積較小、脫離任何恒星束縛的行星,穿過星際空間會發生什么?當一顆行星 “四處漂流”會發生什么?目前,科學家最新觀測發現一顆地球體積大小的流浪行星正在穿越銀河系,此前從未觀測到該現象。
科學家猜測銀河系存在數十億顆自由漂浮的流浪行星,但到目前為止,在太陽系以外發現的 4000 顆行星中,僅有少數是銀河系流浪行星,大多數流浪行星體積非常龐大,其質量是木星的 2-40 倍(一顆木星相當于 300 顆地球)。目前,天文學家發現一顆與眾不同的神秘星球:體積較小、自由漂浮的行星,其質量與地球相近,在銀河系內部自由漂浮。
這項研究報告發表在 10 月 29 日出版的《天體物理學雜志通訊》上,該行星可能是迄今發現最小的流浪行星,它可能有助于證明一個長期存在的宇宙理論。依據研究作者的觀點,該行星的發現可能是一個真實有效的證據,證實自由漂浮的地球大小行星可能是銀河系較常見的天體。
研究報告作者、美國加州理工學院博士后學者普澤梅克 · 莫羅茲(Przemek Mroz)稱,探測到這樣低質量天體的概率非常低,要么是我們非常幸運,要么是此類天體在銀河系中非常普遍,或許它們像星星一樣平常,只是我們未觀測到而已。
愛因斯坦的 “放大鏡”
銀河系中的大多數系外行星容易觀測,因為科學家可以觀測其主恒星的引力作用。從理論上講,恒星提供了光,可使天文學家直接觀測到系外行星。當一顆行星質量太小或者太遙遠難以直接觀測時,科學家仍能探測到行星施加給主恒星的微弱引力(該方法稱為徑向速度法),或者觀測當一顆行星掠過恒星的地球可見面時的閃爍情況(該方法稱為凌日觀測法)。
從定義上講,流浪行星沒有恒星光照亮它們的運行軌跡,這將意味著望遠鏡很難直接觀測到。目前探測流浪行星涉及到愛因斯坦廣義相對論中 “引力透鏡”的概念,通過這種現象,一顆行星(或者更大質量的天體)就像宇宙放大鏡,從地球觀測角度暫時使行星后面的天體出現光彎曲。
莫羅茲說:“如果一個大質量天體從地球觀測者和一個遙遠源恒星之間經過,它的引力可能會偏轉和聚焦遙遠源恒星的光線,觀測者將觀測到源恒星短暫亮變現象。”
目前,天文學家發現一顆與眾不同的神秘星球:體積較小、自由漂浮的行星,其質量與地球相近,在銀河系內部自由漂浮。
光線彎曲的天體越小,探測到恒星的亮度就越低。研究人員稱,一顆質量是木星數倍的行星可能會產生持續幾天的增亮效果,而一顆與地球質量相當的行星僅會讓源恒星變亮幾個小時,甚至時間更短,這種異常罕見的現象被稱為 “微透鏡效應”。
莫羅茲補充稱,觀測到微透鏡效應的概率非常渺茫,如果我們僅觀測到一顆源恒星,我們可能需要持續觀測 100 萬年才能看到源恒星被透鏡化。
幸運的是,莫羅茲和同事們并不是為了研究而觀測一顆恒星,他們的目標是觀測數億顆恒星,波蘭華沙大學一項恒星調查利用光學引力透鏡實驗(OGLE)發現,自 1992 年以來已經發現了 17 顆系外行星,該研究團隊觀測銀河系中心,尋找潛在任何的微透鏡跡象。
2016 年 6 月,他們觀測到迄今最短暫的宇宙微透鏡事件,這顆存在爭議的恒星位于銀河系最密集區域,距離地球 2.7 萬光年,它僅亮了 42 分鐘。計算表明,這顆流浪行星在 8 個天文單位范圍內(地球和太陽之間的平均距離)不受任何恒星引力束縛,意味著這可能是一顆體積較小的行星,它與一顆質量很大的天體 “親密接觸”后從所在的恒星系統中噴射出來。
主要取決于這顆行星與源恒星之間的距離(使用當前的技術無法判斷),這顆流浪行星的質量可能是地球質量的 0.5-1 倍。無論是哪種情況,它都將是迄今發現質量最小的流浪行星,這項發現將是行星科學的一個 “巨大里程碑事件”。
莫羅茲說:“行星形成理論認為,大多數自由漂浮的行星質量與地球相近,或者更小,但這是我們首次發現質量如此小的行星。基于愛因斯坦的理論能讓我們探測到銀河系漂浮的太空巖石,這真是太神奇了!”
研究報告合著作者拉德克 · 波列斯基(Radek Poleski)稱,未來的行星搜尋望遠鏡,例如:美國宇航局南希 · 格雷斯 · 羅曼太空望遠鏡(計劃本世紀 20 年代中期發射),將比已運行近 30 年的光學引力透鏡實驗(OGLE)對銀河系最微小透鏡現象更加敏感,如果和地球質量差不多的單獨行星在銀河系非常普遍,那么不久將來或將發現更多的單獨行星。
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