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校對(duì)：童牧天

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宇宙中的流浪星球

流浪星球，即那些不圍繞恒星運(yùn)行，而是在太空中自由漂浮，漫無(wú)目的飛行的行星。在我們的銀河系中，流浪星球可能極其常見(jiàn)。根據(jù)《天文學(xué)雜志》上發(fā)表的一篇新論文，美國(guó)宇航局即將發(fā)射的南希·格蕾斯·羅曼太空望遠(yuǎn)鏡將探測(cè)到至少250顆這樣質(zhì)量和火星差不多的流浪星球。

流浪星球是質(zhì)量相當(dāng)于行星的宇宙中的流浪者，我們至今尚不清楚它們的起源。

與那些常見(jiàn)的被主恒星綁定的行星類(lèi)似，流浪星球可能也是在年輕恒星周?chē)臍怏w盤(pán)中形成。但在形成后，它們可能在系統(tǒng)中其他行星的相互作用被彈了出來(lái)，甚至可能被掠過(guò)的恒星“拐”走了。

又或者說(shuō)，類(lèi)似于恒星，流浪星球早在塵埃與氣體旋轉(zhuǎn)時(shí)就形成了。

俄亥俄州立大學(xué)天文學(xué)系的研究員，論文的共同作者斯科特·高迪教授說(shuō)：“宇宙中可能充滿了這類(lèi)流浪行星，而我們此前對(duì)此一無(wú)所知?！?/p>

論文第一作者，俄亥俄州立大學(xué)研究生薩姆森·約翰遜說(shuō)“如果沒(méi)有像羅曼望遠(yuǎn)鏡那樣徹底的天基微透鏡巡天，我們甚至永遠(yuǎn)都不會(huì)發(fā)現(xiàn)這些流浪星球。隨著我們對(duì)宇宙認(rèn)知的深入，我們意識(shí)到我們的太陽(yáng)系可能很不尋常。有了羅曼望遠(yuǎn)鏡的幫助，我們可以通過(guò)研究流浪星球?qū)τ钪嬖煳锏乃{(lán)圖有更深了解。識(shí)別這些行星將有助于科學(xué)家推斷出我們銀河系中這些流浪行星的總體數(shù)量?！?/p>

流浪星球的藝術(shù)想象圖

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/加州理工噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/R.赫特，加州理工學(xué)院

羅曼望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃

羅曼望遠(yuǎn)鏡將嘗試進(jìn)行第一次流浪行星的“人口普查”。該望遠(yuǎn)鏡以美國(guó)宇航局第一位首席天文學(xué)家的名字命名，她也被稱為哈勃太空望遠(yuǎn)鏡之母。

約翰遜說(shuō)："設(shè)計(jì)羅曼望遠(yuǎn)鏡不僅是為了定位銀河系中這些自由漂浮的行星，也是為了檢驗(yàn)這些行星對(duì)應(yīng)的形成模型和相關(guān)理論。”

研究小組的研究表明，羅曼望遠(yuǎn)鏡對(duì)這些自由漂浮行星的探測(cè)靈敏度可能是現(xiàn)有地面望遠(yuǎn)鏡的10倍。 羅曼將聚焦于銀河系內(nèi)的行星，覆蓋從我們的太陽(yáng)到銀心之間大約24000光年的范圍。

"目前我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾顆流浪星球，但為了得到更宏大的圖景，我們寄希望于羅曼望遠(yuǎn)鏡，”約翰遜說(shuō)，“這是一個(gè)全新的領(lǐng)域”。

羅曼望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃在未來(lái)五年內(nèi)發(fā)射，它將使用一種叫做微引力透鏡的技術(shù)來(lái)尋找流浪星球。

南?！じ窭偎埂ち_曼太空望遠(yuǎn)鏡想象圖

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局

這種技術(shù)依賴于通過(guò)恒星的光線會(huì)受到來(lái)自恒星和行星的引力而偏折角度的特性來(lái)判斷流浪星球的存在和位置。

微引力透鏡效應(yīng)基于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，使得望遠(yuǎn)鏡能夠在距離地球數(shù)千光年遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)行星——這比其它行星探測(cè)技術(shù)的上限要遠(yuǎn)得多。

但由于微引力透鏡效應(yīng)只有在流浪星球與光源恒星的光路與地球共線時(shí)才能被觀測(cè)到，某些特殊星球可能每過(guò)幾百萬(wàn)年才有可能被觀測(cè)到。

由于流浪星球漂浮在太空之中，其附近沒(méi)有恒星，因此望遠(yuǎn)鏡必須高度靈敏，才能探測(cè)到這種微引力透鏡效應(yīng)。

微引力透鏡效應(yīng)造成的星光扭曲

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局

路易斯安那州立大學(xué)物理和天文學(xué)系的研究員馬修·佩妮博士表示：“來(lái)自流浪星球的微引力透鏡信號(hào)只持續(xù)幾個(gè)小時(shí)到幾天，然后就永遠(yuǎn)消失了。因此，即使我們有多架望遠(yuǎn)鏡，也很難捕捉到這些信號(hào)?！?/p>

論文作者估計(jì)，羅曼望遠(yuǎn)鏡將發(fā)現(xiàn)大約250顆自由漂浮的、比火星更大的行星。

約翰遜說(shuō)：“這些行星上不太可能有生命存在。它們可能會(huì)非常寒冷，因?yàn)樗鼈兏浇鼪](méi)有恒星。如果我們能夠發(fā)現(xiàn)更多低質(zhì)量的流浪星球，我們可以進(jìn)一步了解這些孤獨(dú)的星球被星系“流放”時(shí)的相關(guān)機(jī)制，例如是否有其它物質(zhì)彈出。這有助于我們進(jìn)一步了解行星形成過(guò)程?！?/p>