克卜勒望远镜发现不受制约的「自由行星」

  地球是颗行星,它被恒星太阳的引力牵制。那麽,没有恒星的行星存在吗?它们会怎样呢?因为没有轨道,所以漫无目的的飘走吗?发表在《皇家天文学会月报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的新发现表明,宇宙中确实存在与地球质量相近的「自由行星」,它们独自漂浮在外太空,不受任何主恒星的制约。

  该研究由英国曼彻斯特大学的伊恩‧麦克唐纳(Iain McDonald)主导,他们使用2016年美国太空总署(NASA)的克卜勒太空望远镜在K2阶段任务所获得的数据进行分析。在这项为期两个月的任务中,克卜勒望远镜每隔30分钟就对银河系中心附近的数百万颗恒星进行密集的监测,寻找极为罕见的微重力透镜事件。

  研究团队发现了27个短期的微透镜可能信号,其时间跨度从1小时至10天不等。大部分在先前於地面同时获得的数据见过,但其中新发现四个短期事件,它们都是与地球质量相似的行星。

  这些新事件并没有显示出可能是来自主恒星的更长信号,表明新事件或许是由「自由行星」所产生。科学家推测,这类行星最初可能是在主恒星周围形成,但後来被较重的行星的引力拉出。

  85年前,爱因斯坦的广义相对论便预言了微透镜效应,它描述背景星所发出的光如何被其他的前景星暂时放大,於是产生一种可持续数小时至数天的短暂闪光。在银河系中,大约每100万颗恒星中就有一颗恒星在任何时候都明显受微透镜效应影响,但预估只有很少是由行星引起。

  克卜勒望远镜不是为了利用微透镜发现行星所设计,也不是为了研究星系内部极密集的恒星区域。这意味着必须开发新的数据还原技术,才能从克卜勒望远镜的数据库里找到信号。

  麦克唐纳说:「想找出这些信号极其困难。我们的观察指出,即使使用一架老旧且倍数不佳的望远镜,对准天空中星球最密集的一块区域,也会看到有成千上万颗亮度不同的恒星,以及成千上万颗掠过我们视野的小行星。我们试图从种种干扰中找到少数由行星引起的微小特定亮光,而我们只有一次机会在信号消失以前找到。这就好比站在高速公路中央,只用一部手机寻找萤火虫光芒那样『简单』。」

  该研究共同作者、曼彻斯特大学的埃蒙‧凯林斯(Eamonn Kerins)说:「克卜勒望远镜取得了它任务之外的成就,为类地球质量的自由行星的存在提供进一步的初步证据。现在,它将接力传给其他旨在寻找这些信号的观测任务,这些信号很难被观测到,以至於连爱因斯坦自己都认为永远不可能找到。」

  确认自由行星的存在与性质是未来观测任务的重点,例如美国太空总署的罗曼太空望远镜,或是欧洲太空总署的欧几里德任务,两项任务都将改进与完善以便寻找更多微透镜信号。

图片来源:NASA

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