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科学家用微引力透镜探测到一群神秘“流浪”行星,不受恒星约束

前瞻网    2021-07-07 17:07

 

 

近期,一个英国研究团队发现了关于一群神秘“流浪”行星(free-floating planet)的诱人证据,这些行星可能单独存在于外层空间,不受任何宿主恒星约束。

7月6日发表在《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上的新发现,其实是数十个自由漂浮的行星质量物体(FFP)。其中,他们新发现了4个持续时间(0.1 天内)非常短的地球质量FFP事件。

科学家用微引力透镜探测到一群神秘“流浪”行星,不受恒星约束

这项研究由英国曼彻斯特大学的伊恩·麦克唐纳(Iain McDonald)领导,使用了2016年美国宇航局(NASA)开普勒太空望远镜K2任务阶段获得的数据。在这两个月的活动中,开普勒望远镜每30分钟就对银河系中心附近数百万颗恒星的密集区域进行一次监测,以发现罕见的引力微透镜现象。

据悉,“流浪”行星用普通手段难以观测。但它的引力可以偏折光线,在位置合适时可以引发微引力透镜现象,从而能被我们观测。

研究小组发现了27个短时间的候选微透镜信号(microlensing signals),它们在1小时到10天的时间范围内变化。其中许多是以前从地面同时获得的数据中看到的。然而,其中4个最短的事件,是来自于和地球质量类似的流浪行星。

这些新出现的事件,并没有显示出可能来自主星的更长的伴随信号,这表明——这些新出现的FFP事件,可能是自由漂浮的行星。

这类行星,可能最初是在主恒星周围形成的,然后被系统中其他更重的行星的引力拉出。

85年前,阿尔伯特·爱因斯坦就已经根据他的广义相对论预言了微透镜效应(microlensing),它描述了背景恒星发出的光如何被前景中其他恒星的存在暂时放大。这就产生了持续数小时到数天的短暂亮度暴。

在我们的银河系中,大约每百万颗恒星中,就有一颗在任何时候都明显受到微透镜效应的影响,但其中只有百分之几被认为是由行星引起的。

开普勒望远镜的设计初衷,不是为了利用微透镜来寻找行星,也不是为了研究星系内部密度极高的恒星场。这意味着,必须开发新的数据简化技术,来寻找开普勒数据集中的信号。

“这些信号很难找到。我们的观测结果,是用一架年事已高、视力模糊的破旧望远镜对准天空中最密集的区域得到的,那里已经有数千颗亮度不同的明亮恒星,以及数千颗掠过地球的小行星。从这些不和谐的观测中,我们试图提取由行星引起的微小的、特有的亮度,而我们只有一次机会,在它消失之前看到信号。这就像只用一个手持手机,在高速公路上寻找萤火虫的闪烁一样简单。”Iain McDonald解释称。

确认自由漂浮行星的存在和性质,将是NASA南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)和欧洲航天局欧几里得任务(ESA Euclid mission)的主要关注点,这两项任务都将优化,以寻找微透镜信号。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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