"超级地球"在宇宙中比天文学家之前认为的要常见得多

根据使用 KMTNet 望远镜进行的一项开创性的微透镜研究，超级地球（与地球相似的较大行星）在宇宙中比科学家之前认为的要常见得多。研究人员发现，这些行星可以绕其恒星运行至遥远的距离，类似于木星等气态巨行星，这暗示着隐藏着丰富的外星世界。

利用罕见的宇宙排列和光异常，该团队不仅发现了新的行星，还在国际合作和创新望远镜技术的推动下，开始拼凑行星形成的神秘过程。

一个国际天文学家团队利用韩国微透镜望远镜网络（KMTNet）发现，超级地球系外行星在宇宙中比以前认为的要普遍得多。

通过分析新发现的行星的主恒星造成的细微光线扭曲，并将他们的发现与 KMTNet 微透镜调查的更大数据集进行比较，研究人员发现超级地球可以存在于与恒星距离相似的地方，就像我们的气态巨行星与太阳的距离一样，该研究的共同作者、俄亥俄州立大学天文学名誉教授安德鲁·古尔德解释说。

“科学家们知道小行星的数量比大行星多，但在这项研究中，我们能够证明，在这种总体模式中，存在着过剩和不足，”他说。“这非常有趣。”

虽然轨道靠近恒星的行星相对容易探测，但寻找轨道更宽、更远的行星则困难得多。即便如此，该团队估计，银河系中每三颗恒星中，就可能至少有一颗超级地球拥有类似木星的长轨道周期。他们的发现表明，这些巨大的岩石行星可能是整个宇宙行星系统的一个普遍特征——古尔德表示，这一结论有助于推动他参与开创的行星微透镜研究领域的发展。

这项研究的发现是通过微透镜效应得出的，微透镜效应是一种观测效应，当物质的存在使时空结构发生可探测的扭曲时发生。当一个前景物体，比如一颗恒星或行星，经过观察者和一颗更遥远的恒星之间时，光线会从光源弯曲，导致物体亮度明显增加，这种增加可能持续几小时到几个月。

天文学家可以利用这些亮度波动（或称亮度凸起）来帮助定位与我们地球不同的外星世界。在本例中，微透镜信号被用来定位OGLE-2016-BLG-0007，这是一颗超级地球，其质量比大约是地球的两倍，轨道比土星更宽。

这些观测结果使研究小组能够将系外行星分为两类：一类由超级地球和类似海王星的行星组成，另一类由像木星或土星这样的气态巨行星组成。这一发现为行星系统科学打开了新的大门：更好地了解系外行星的分布可以揭示它们形成和演化过程的新见解。

这项研究由中国、韩国以及美国哈佛大学和史密森学会的研究人员领导，最近发表在《科学》杂志上。

为了解释他们的研究结果，研究人员还将他们的发现与行星形成理论模拟的预测进行了比较。他们的结果表明，虽然系外行星可以根据质量和构成分为几类，但它们的产生机制可能有所不同。

“气态巨行星形成的主流理论是通过失控气体吸积，但其他人则认为，它既可能是吸积，也可能是引力不稳定性，”古尔德说。“我们认为我们目前还无法区分这两者。”

这项研究的另一位合著者、俄亥俄州立大学天文学教授理查德·波格 (Richard Pogge) 表示，这样做可能需要从 KMTNet 等专门系统和其他类似的微透镜仪器中获取大量长期数据。

“寻找微引力透镜恒星事件很难。找到一颗拥有行星的微引力透镜恒星更是难上加难，”他说，“我们必须观测数亿颗恒星，才能找到哪怕一百颗这样的恒星。”

这种排列现象极其罕见，迄今为止发现的5500多颗系外行星中，只有237颗是通过微透镜技术识别出来的。波格表示，如今，借助位于南非、智利和澳大利亚的三台强大的定制望远镜，KMTNet系统可以帮助科学家们定期在宇宙中搜寻这些令人惊叹的事件。

最值得一提的是，俄亥俄州立大学成像科学实验室的科学家们设计并建造了韩国微透镜望远镜网络摄像机（KMTCam），该系统正是依靠它来识别系外行星。波格表示，随着技术的不断发展，像这样的全球性合作将把科学理论的愿景转化为真正的发现。

“我们就像古生物学家一样，不仅重建了我们赖以生存的宇宙的历史，还重建了支配它的进程，”他说，“因此，能够将这两部分整合成一幅图景，我们感到非常满足。”

编译自/ScitechDaily