野史来探究|银河系中可能存在大量飘流星球

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原文连接：http://www.sci-news.com/astronomy/free-floating-exoplanets-milky-way-08779.html?chann=
翻译：LF
校对：童牧天
编排：Asensiosh
宇宙中的飘流星球
飘流星球，即那些不围绕恒星运行，而是在太空中自由漂浮，漫无目的飞行的行星。在我们的银河系中，飘流星球可能极其常见。根据《天文学杂志》上发表的一篇新论文，美国宇航局即将发射的南希·格蕾斯·罗曼太空千里镜将探测到至少250颗这样质量和火星差不多的飘流星球。
飘流星球是质量相当于行星的宇宙中的流浪者，我们至今尚不清晰它们的发源。
与那些常见的被主恒星绑定的行星类似，飘流星球可能也是在年青恒星四周的气体盘中形成。但在形成后，它们可能在系统中其他行星的相互作用被弹了出来，甚至可能被擦过的恒星“拐”走了。
又或者说，类似于恒星，飘流星球早在尘埃与气体旋转时就形成了。
俄亥俄州立大学天文学系的研究员，论文的共同作者斯科特·高迪教授说：“宇宙中可能布满了这类飘流行星，而我们此前对此一窍不通。 ”
论文第一作者，俄亥俄州立大学研究生萨姆森·约翰逊说“假如没有像罗曼千里镜那样彻底的天基微透镜巡天，我们甚至永远都不会发现这些飘流星球。跟着我们对宇宙认知的深入，我们意识到我们的太阳系可能很不平常。有了罗曼千里镜的匡助，我们可以通过研究飘流星球对宇宙造物的蓝图有更深了解。识别这些行星将有助于科学家推断出我们银河系中这些飘流行星的总体数目。 ”

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飘流星球的艺术想象图
图片来源：美国宇航局/加州理工喷气推进实验室/R.赫特，加州理工学院
罗曼千里镜计划
罗曼千里镜将尝试进行第一次飘流行星的“人口普查” 。该千里镜以美国宇航局第一位首席天文学家的名字命名，她也被称为哈勃太空千里镜之母。
约翰逊说："设计罗曼千里镜不仅是为了定位银河系中这些自由漂浮的行星，也是为了检修这些行星对应的形成模型和相关理论。 ”
研究小组的研究表明，罗曼千里镜对这些自由漂浮行星的探测灵敏度可能是现有地面千里镜的10倍。罗曼将聚焦于银河系内的行星，笼盖从我们的太阳到银心之间大约24000光年的范围。
"目前我们已经发现了几颗飘流星球，但为了得到更宏大的图景，我们寄希望于罗曼千里镜， ”约翰逊说， “这是一个全新的领域” 。
罗曼千里镜计划在未来五年内发射，它将使用一种叫做微引力透镜的技术来寻找飘流星球。

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南希·格蕾斯·罗曼太空千里镜想象图
图片来源：美国宇航局
这种技术依赖于通过恒星的光线会受到来自恒星和行星的引力而偏折角度的特性来判定飘流星球的存在和位置。
微引力透镜效应基于爱因斯坦的广义相对论，使得千里镜能够在间隔地球数千光年远的地方发现行星——这比其它行星探测技术的上限要远得多。
但因为微引力透镜效应只有在飘流星球与光源恒星的光路与地球共线时才能被观测到，某些特殊星球可能每过几百万年才有可能被观测到。
因为飘流星球漂浮在太空之中，其四周没有恒星，因此千里镜必需高度敏捷，才能探测到这种微引力透镜效应。分页标题

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微引力透镜效应造成的星光扭曲
图片来源：美国宇航局
路易斯安那州立大学物理和天文学系的研究员马修·佩妮博士表示：“来自飘流星球的微引力透镜信号只持续几个小时到几天，然后就永远消失了。因此，即使我们有多架千里镜，也很难捕捉到这些信号。 ”
论文作者估计，罗曼千里镜将发现大约250颗自由漂浮的、比火星更大的行星。
约翰逊说：“这些行星上不太可能有生命存在。它们可能会非常严寒，由于它们四周没有恒星。假如我们能够发现更多低质量的飘流星球，我们可以进一步了解这些孤傲的星球被星系“放逐”时的相关机制，例如是否有其它物质弹出。这有助于我们进一步了解行星形成过程。 ”
高端读者请参见论文：
Samson A. Johnson et al. 2020. Predictions of the Nancy Grace Roman Space Telescope Galactic Exoplanet Survey. II. Free-floating Planet Detection Rates. AJ 160, 123; doi: 10.3847/1538-3881/aba75b
责任编辑：王延昕
牧夫新媒体编辑部
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【野史来探究|银河系中可能存在大量飘流星球】

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猎户座的大峡谷
图片来源美国宇航局，欧洲航天局， F. Summers, G. Bacon.

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