科学家证实银河系存在流浪行星
天文学家发现,银河系中可能充满了“无家可归”的流浪行星,徘徊在远离孕育自己的恒星系统的宇宙空间中。这项研究将有助于澄清一个长期上演的争论,即可以自由运行的行星是否真的存在,以及它们到底有多普遍。
并未参与该项研究的英国剑桥大学的天体物理学家Dimitri Veras表示:“这一研究结果足以令人信服,作为自由运行的行星的最佳证据,我推测这篇论文在未来将被引用很长一段时间。”
在过去的20年中,天文学家已经在太阳系外发现了500多颗与行星类似的天体。大多数的“系外行星”都在围绕着恒星运行。然而有少量的天体既可能是自由运行的行星也可能是恒星本身,由于无法确定它们的质量,因此天文学家一直没有一个准确的说法。任何质量不足13颗木星质量的天体通常被认为是一颗行星,而质量在13颗到80颗木星质量之间天体则被认为是一颗小恒星,例如一颗褐矮星。
日本大阪大学的天体物理学家Takahiro Sumi和同事——正是这些人促成了天体物理学微引力透镜观测(MOA)与光学重力透镜实验(OGLE)的合作——似乎已经给出了最终的答案。在5月18日发表于《自然》杂志的一篇论文中,研究人员例举了银河系中很有可能是自由运行的行星的10颗天体。此外,他们提出,在我们的星系中,这些“流浪”行星的数量可能比恒星还要多。
搜索没有母星的行星需要一种特殊的技术:微引力透镜。在这项技术中,天文学家利用一颗行星的引力使光线产生弯曲,就像放大镜一样。
在过去的两年中,Sumi和MOA的同事利用位于新西兰Mount John天文台的1.8米MOA-II望远镜,以及位于智利Las Campanas天文台的1.3米的华沙大学望远镜,观测了银河系中的5000万颗恒星。他们发现了474起微引力透镜事件,其中有10颗天体是与木星类似的行星。对于这10颗行星而言,天文学家在每颗行星方圆15亿公里的范围内——相当于土星轨道与太阳的距离——都没有找到任何母星的踪迹。尽管行星有可能以更远的距离环绕母星运行,但对于像木星这般大小的行星来说是极为罕见的,因此这10颗行星很有可能就是自由运行的行星。这些数据也得到了OGLE观测结果的支持。
其他464起微引力透镜事件可能是由更大的天体引发的,例如恒星、死星及褐矮星。经过计算,研究人员认为,在银河系中,几乎有一颗恒星就对应着两颗自由运行的行星,即这些流浪行星的数量可能约为4000亿颗。
Sumi表示:“就像人们预测它们存在一样,自由运行的行星的发现并不让人感到惊讶,但它们是如此普遍确实让人很吃惊。”
对于这些行星流浪的原因,研究人员认为,它们可能起初也是形成于某个恒星系统中,但后来由于各种引力的拉扯而脱离了原系统。不过这只是一种理论推测,也许还存在其他可能。
关于流浪行星上是否存在生命,研究人员指出,由于缺少恒星提供热量,这些星球上存在生命的几率应该很小。但也许有这种可能,即由于某种自身条件及远离恒星,其温室效应反而可以较好地留住星球内部元素衰变的热量,从而形成适宜生物生存的环境。
并未参与该项研究的苏黎世瑞士联邦技术研究所的天文学家Sascha Quanz指出:“这一发现表明,这种猛烈的动力学事件在行星系统的演化历史中是很常见的。因此,形成行星是一回事,留住它们又是另一回事。”