銀河系的游民,地球大小的游星,終于揭開面紗
天體物理學(xué)家慶祝了這一重大突破,因為觀測這一現(xiàn)象對于整個學(xué)界來說都是不小的挑戰(zhàn)。由波蘭華沙大學(xué)天文臺的團(tuán)隊牽頭,來自各國的研究人員進(jìn)一步證實(shí)了一些天文理論,即他們發(fā)現(xiàn)了所謂的“游星”。游星是那些在宇宙中“流浪”,不圍繞任何恒星的軌道運(yùn)行的行星。
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研究學(xué)者已于今年在《天體物理學(xué)報通信》上發(fā)表了有關(guān)成果,所公開的信息顯示,這顆行星位于銀河系,和地球大小相當(dāng),和早前發(fā)現(xiàn)的4000顆行星一樣,位于太陽系之外。最重要的是,它不在任何恒星的引力場之中。
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天文學(xué)家相信有很多游星在銀河系中漂浮,但卻缺乏合適的觀測工具,所以,一些非常小的游星就更加難以研究了。數(shù)年前,華沙大學(xué)的研究人員甚至給出了游星存在的證據(jù),但是很可惜,他們還沒有得到精確的觀測結(jié)果。
天體物理學(xué)家精確地尋找地外行星時,通常是先找到他們所圍繞的恒星。因為游星不圍繞任何恒星,也不會發(fā)光,所以要找到他們尤其困難。它們的溫度很低,向外耗散的熱量極少,這使他們更難被地球上的裝置探測到。
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文章的共同作者Andrzej?Udalski這樣說到:“我們的研究表明,通過正像望遠(yuǎn)鏡,可以探測到游星的折合質(zhì)量,并鑒定出它的特性?!?/span>
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科學(xué)家在銀河相對論中發(fā)現(xiàn)一顆地球大小的行星,對這一問題的解釋是由阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論展開的。據(jù)他所說,當(dāng)一個有質(zhì)量的物體(這里指行星)經(jīng)過一個非常明亮的光源面前時,一種被稱為引力微透鏡的放大鏡就形成了。
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也就是說,這顆行星的重力場會使明亮的恒星圍繞這顆行星旋轉(zhuǎn),而且讓人感到光芒更加強(qiáng)烈,仿佛聚光燈一樣。這意味著,當(dāng)任何一顆行星隨機(jī)穿過銀河中心時,一個地球上的天文觀測者會看見那顆行星的光在一段時間內(nèi)變得更加強(qiáng)烈,像是一種光暈,就是通常我們會在月亮旁看見的一種發(fā)光的圓形,一段時間后會恢復(fù)正常,而測量這段時間為研究者計算這顆行星的大小提供了所需數(shù)據(jù)。
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下面看一個華沙大學(xué)的研究現(xiàn)象:需求。盡管得到了來自現(xiàn)代物理的一些小幫助,但是觀察一顆脫軌行星仍然困難重重。“觀察到微透鏡的機(jī)會是極其小的,因為三個物體光源,鏡頭,觀察者必須是完全平齊的。如果我們只是看見源星,那么我們可能再等將近一百萬年才能夠看到微透鏡源星”Przemek Mroz解釋說。他是加州理工學(xué)院的博士后研究員,同時也是這篇文章的主要作者。
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為了克服這個難題,目前研究者在尋找引力微透現(xiàn)象的同時監(jiān)測著銀河中心的數(shù)億顆恒星,在這里發(fā)生引力微透現(xiàn)象的可能性更大。由華沙大學(xué)天文學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的OGLE研究是其中的一個實(shí)驗,它是迄今為止對天空進(jìn)行的最大,最長的研究之一,始于28年前。
目前,OGLE天文學(xué)家使用的是位于智利拉斯坎帕納斯天文臺的一臺一米多的望遠(yuǎn)鏡。在每個晴朗的夜晚,他們將儀器對準(zhǔn)星系的中心,觀察數(shù)億顆恒星,尋找那些改變它們亮度的行星。
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相關(guān)知識
流氓行星(也稱為星際行星、游牧行星、自由漂浮行星、無束縛行星、孤兒行星、游蕩行星、無恒星行星或無陽光行星)是指不直接圍繞恒星運(yùn)行的行星質(zhì)量的物體。這類天體已經(jīng)從它們形成的行星系統(tǒng)中噴出,或者從未受到過任何恒星或棕矮星的引力約束。僅銀河系就可能有數(shù)十億到數(shù)萬億顆流氓行星,即將到來的南希·格蕾絲·羅曼太空望遠(yuǎn)鏡很可能能夠縮小這個范圍。
一些行星質(zhì)量的天體可能是以類似于恒星的方式形成的,國際天文聯(lián)合會建議將這些天體稱為亞棕矮星。Cha 110913-773444是一個可能的例子,它可能是被拋出而成為一顆流氓行星的,或者以其他方式自行成為亞棕矮星。
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天文學(xué)家使用赫歇爾空間天文臺和甚大望遠(yuǎn)鏡觀測了一個非常年輕的自由漂浮的行星質(zhì)量天體OTS44,并證明了典型的類似恒星的形成模式的特征過程適用于小到幾個木星質(zhì)量的孤立物體。赫歇爾遠(yuǎn)紅外觀測表明,OTS44被一個至少有10個地球質(zhì)量的圓盤包圍,因此最終可能形成一個迷你行星系統(tǒng)。利用甚大望遠(yuǎn)鏡的SINFONI光譜儀對OTS44進(jìn)行的光譜觀測顯示,該圓盤正在以類似于年輕恒星的方式積極地吸積物質(zhì)。2013年12月,一顆流氓行星作為候選系外行星被宣布。
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在2020年,OGLE-2016-BLG-1928,一顆地球質(zhì)量的流氓行星被發(fā)現(xiàn)自由漂浮在銀河系中。。
2020年9月,天文學(xué)家使用微透鏡技術(shù)首次宣布探測到一顆地球質(zhì)量的流氓行星(命名為OGLE-2016-BLG-1928),它不受任何恒星的限制,自由漂浮在銀河系中。
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作者:time24
FY:Astronomical volunteer team
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