《Science》! 北大团队证实“流浪行星”存在

那些流浪的天体究竟是不是行星？属于哪一类行星？

“流浪地球”是科幻，但“流浪行星”真实存在。近日，由北京大学物理学院天文系教授东苏勃领衔的国际研究团队，首次成功实现对一颗流浪行星候选体的直接质量测量，确认它是一颗质量与土星相当的星球，证实了其行星身份。这项成果发表在顶级期刊《Science》上，证实了银河系中普遍存在不绕任何恒星运行的孤独行星，为科幻般的想象提供了坚实的科学依据

什么是流浪行星？

在太阳系，八大行星井然有序，沿着近圆的轨道绕太阳转动。但银河系中却存在着数不清的“异类”：它们不受任何恒星的引力束缚，独自漂流在星际空间，被称为流浪行星。

它们的产生主要有两种途径。一种是“被驱逐”：行星间的引力相互作用，可能导致较小的行星被弹出原有系统；二是“自形成”：一些质量不足以变成恒星的星际气团，可能会直接坍缩形成行星质量的天体，从而天生就没有宿主恒星。

想要探测这些流浪行星是极为困难的。它们自身不发光，因此捕捉其真身的唯一机会，是当其恰好从遥远背景恒星前方掠过时。那一瞬间，根据爱因斯坦的广义相对论，它的质量会导致周围时空弯曲，从而使背景恒星发出的光线在途经时偏折。这就像为地球上的观测者临时放置了一块“宇宙放大镜”，会聚光线，导致背景恒星出现短暂的增亮。这种基于引力弯曲光线的现象，被称为微引力透镜效应。

图源：喻京川， Serge Brunier

然而，一瞬间的闪光仅仅只能证明那里有个“流浪行星候选体”。由于光线偏折的角度同时受透镜天体质量和距离的双重影响，二者无法区分。而质量恰恰是判定天体身份和性质的核心依据。也就是说，那些流浪的天体究竟是不是行星？属于哪一类行星？这一难题的破解，得益于一次天时地利的“三角观测”。

为了理解这次“三角观测”的原理，让我们一起做个小实验。请你伸直右手臂，竖起食指不动，然后先用右眼观察它，再换用左眼观察。你一定会察觉，两眼一睁一闭之间，手指的位置发生了轻微的偏移，这便是视差效应。借此，大脑能够感知物体的远近。

“我们运用的正是视差效应，得以提取出这一流浪行星候选体的距离信息，结合光线偏折的角度，进而将它的质量和距离分别确定下来。”东苏勃说。

图源：艺术家想象图（喻京川）

银河系可能遍布流浪行星

通过对地面和盖亚数据的精密分析，研究团队最终确定：引发这次微引力透镜事件的，是一个质量约为木星质量五分之一、与土星相当的天体。这是首次确凿无疑地证实，它是一颗行星级别的天体，而非质量更大的褐矮星（即介于行星和恒星之间的天体）或恒星。

这项成果为先前基于对流浪行星候选体的统计分析及行星系统的引力演化模型所提出的推测提供了有力确证：银河系中，无家可归的流浪行星数量可能高达数千亿乃至上万亿颗。“我们的发现进一步表明，银河系可能遍布着流浪行星，它们很可能是被原生行星系统‘抛射’出来而形成的。”东苏勃教授说。

这项由北京大学主导、汇聚全球十个国家科研人员智慧的研究，不仅解决了一个长期悬而未决的问题，更标志着一个流浪行星研究新时代的开启。

宇宙中那些孤寂的流浪者，从此不再只是隐匿的影子。我们对行星系统的形成与演化，有了一个全新的、可测量的视角。

来源 人民名品

转载 高校科幻

声明：本公众号所发非原创推文，主要系接受委托、投稿或公益采编公开新闻，仅作推介之用，如有错误或侵权，请留言联系管理员修改或删除。若您有相关成果想要推介，欢迎发送文章信息至留言框。