一颗土星大小的行星独自在太空流浪 或因剧烈引力扰动被母恒星体系抛出

天文学家首次精确测定了一颗“流浪行星”的质量和距离，确认其体量约为土星质量，是一颗在剧烈行星动力学事件中被母恒星系统抛入星际空间的自由漂浮行星。 这项新研究通过同时利用地面望远镜和空间望远镜进行观测，在一次短暂的引力微透镜事件中锁定了这颗行星，为研究“漂泊行星”的起源和性质提供了难得的样本。

通常，行星都会围绕一颗或多颗恒星运行，但越来越多证据显示，银河系中存在一批“独行侠”行星，它们没有已知的恒星伴侣，被称为自由漂浮行星或“流浪行星”。 这类天体本身几乎不发光，人类只能在其经过背景恒星前方、用自身引力短暂放大背景星光时，借助引力微透镜效应捕捉到极其细微的亮度变化。 然而，传统微透镜观测往往难以确定事件发生的精确距离，从而无法单独推算出行星的真实质量，使得这些“漂泊者”的基本物理属性长期处于不确定状态。

在这项由董硕博等人领导的研究中，团队捕捉到了一次持续时间很短的微透镜事件，经分析显示其透镜体为一颗不伴随恒星的行星。 与以往不同的是，这一次的事件不仅通过多项地面巡天项目监测到，同时也被空间望远镜“盖亚”从地球轨道附近的不同视角记录下来。 正是这种地面—太空“立体观测”的罕见组合，使科研人员得以比较不同位置上观测到的光变时间差与形态差异，从中测得所谓的微透镜视差参数。

研究团队将这一视差测量与有限源点透镜模型结合，成功解算出了这颗行星的质量和在银河系中的具体位置。 结果显示，这颗自由漂浮行星的质量约为土星质量的一个量级，属于典型的气体巨行星范畴，而其所在位置距离银河中心大约三千秒差距。 研究人员据此判断，这样一颗低质量气体巨行星更可能最初诞生在类似太阳系的行星系统内部，而非像小质量恒星或褐矮星那样通过孤立塌缩独立形成。

理论模型表明，低质量“流浪行星”大多起源于恒星周围的行星系统，在漫长演化过程中，由于轨道不稳定、行星间近距离遭遇，或恒星多星系统中的引力扰动，被逐渐推向高偏心轨道直至完全摆脱母星引力束缚，最终被“甩”入星际空间。 本次观测所揭示的土星质量自由漂浮行星，恰好为这一“抛出”情景提供了有力观测支持，也为统计银河系中类似天体的数量和质量分布提供了关键基准点。

论文同期发表的评论文章指出，这次将地基和空间平台同时用于微透镜事件观测的实践，为未来相关探测任务提供了重要技术路线参考。 评论作者加文·科尔曼认为，持续推进这种多视角联合观测，将帮助天文学家更全面地理解银河系中行星形成和演化的多样路径，尤其是那些最终“孑然一身”在星际间漂流的世界。 研究人员预计，随着计划于2027年发射的南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜等新一代设施投入使用，人类发现和“称重”自由漂浮行星的速度将显著提升。

编译自/ScitechDaily