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流氓地球质量的行星被发现自由漂浮在银河系中BMW-110,没有恒星

天文学与空间 2022-03-30 00:01:08

埃文·高夫,《今日宇宙》 一个艺术家对一个黑暗而神秘的流氓星球的插图

信用:NASA 如果一个太阳系是一个家庭,那么一些行星会提前离开家,不管他们是否愿意

一旦他们离开了家庭的引力拥抱,他们就注定要永远在星际空间中漂流,不受任何恒星的束缚

天文学家喜欢称这些漂泊者为“流氓行星”,他们越来越善于发现它们

一组天文学家发现了其中一个漂移的无赖,其质量与火星或地球差不多

在太空深处寻找自身不发光的东西极具挑战性

但是有两个组织正在这么做

它们是光学引力透镜实验合作和韩国微透镜望远镜网络合作

现在,来自这两个团体的一组科学家宣布发现了一颗低质量的流氓行星

它附近没有恒星,它与地球的距离未经证实

该团队表示,这证明了微透镜技术在寻找自由漂浮在太空中的地球质量行星方面是有效的

介绍这一发现的论文题为“在最短时间尺度的微透镜事件中发现的一颗类地质量流氓行星候选物”

“有30位作者被列为这项工作的贡献者,主要作者是加州理工学院天文学博士后普热梅克·莫罗斯

该文件可在印前网站arxiv上查阅

(同organic)有机

这个动画展示了引力微透镜如何揭示岛屿世界

当一颗看不见的流氓行星从我们的有利位置经过一颗更远的恒星前面时,恒星发出的光在穿过该行星周围扭曲的时空时会弯曲

这颗行星就像一个宇宙放大镜,放大了背景恒星的亮度

信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心/CI实验室 天文学家认为,在太阳系的早期,一些低质量的行星将从恒星的引力控制中被弹出

在早期,事情可能是混乱的,恒星和所有行星之间的引力相互作用有时会将小行星送入太空以保护自己

“根据行星形成理论,例如核心吸积理论,被喷射出的行星的典型质量应该在0

3和1

作者写道:“地球质量为0。”

在浩瀚黑暗的太空中找到这些微小的天体需要一种创新的方法:引力透镜

引力透镜需要两样东西:一个遥远的光源,通常是一颗恒星,和一个更近的物体,它有足够的质量充当透镜,并弯曲来自光源的光

在这种情况下,低质量行星充当透镜

根据来自遥远恒星的光受前景物体影响的程度,天文学家可以学到很多东西

像低质量行星这样相对微小的物体不会弯曲太多光线,也不会弯曲太久

在他们的论文中,作者说,“由于类地质量流氓行星导致的微透镜事件预计具有极小的爱因斯坦角半径(

1 as)和极短的时间尺度(0

1天)

根据作者的说法,这是“迄今为止发现的最极端的短时标微透镜”

" 在过去的几十年里,关于系外行星的知识激增

我们现在知道有成千上万颗这样的恒星,而且我们预计几乎每颗恒星都有行星

所有这些知识导致了行星和太阳系形成的最新理论和模型

这些模型表明,应该有许多流氓行星从它们的系统中被驱逐出去

艺术家对一颗接近恒星的地球大小的流氓行星的渲染

信用:克里斯蒂娜普莱姆(CfA) 理论工作表明,银河系中可能有数十亿甚至数万亿颗自由漂浮的行星

在他们的工作中,作者列出了这些行星最终成为孤儿的方式:行星间的分散;巨型行星之间的动力相互作用导致较小的内部行星的轨道破裂;二元或三元系统中的恒星与星团之间的相互作用:恒星飞越;宿主恒星的演化超过了主序列

微透镜提供了一种寻找这些小流氓行星的方法

但是很难

问题不在于他们的迟钝

这是因为如此小的物体的微透镜事件是在非常短的时间尺度上发生的,这是由于它们的尺寸

这颗新发现的行星被命名为“OGLE-2016-BLG-1928”,它是在一次仅持续了41天的微透镜事件中被发现的

5分钟

收集详细数据的时间不多了

之前只发现过四颗类似这样的小流氓行星,每一颗都发生在短时间尺度的微透镜事件中

作者写道,这些事件共同为“银河系中流氓行星的数量提供了强有力的证据”

研究人员不仅在探测这一事件,而且在确定它确实是一颗行星方面面临着许多困难

“就像在其他短时间尺度的微透镜事件中一样,我们不能排除遥远恒星伴星的存在,”他们写道

他们能够将任何恒星伙伴排除在外,距离只有8个澳大利亚

但是许多行星绕其恒星运行的距离要远得多

研究中的这个图显示了在微透镜事件中作为光源的恒星

红点表示银河凸起中的红巨星,蓝点表示银河盘中的主序星

盖亚数据表明,源星是银河系凸起中的红巨星

信用:Mroz等,2020 该论文称,这颗行星还被发现“……处于目前探测短时间微透镜事件的极限边缘”

作者说,这指出了搜索此类事件的困难

该事件也是用相对较少的数据点检测到的:只有15个

(11名来自OGLE,4名来自KMTN

) 检测中的少量数据点意味着“光曲线的下降部分没有被观测完全覆盖

“数据不足意味着微透镜事件的性质存在一些不确定性,它实际上是一颗行星也存在一些不确定性

这种不确定性部分源于背景恒星本身

作者写道:“源星位于色阶图中的红巨星分支,一些巨星会产生恒星耀斑。”

他们能否最终排除恒星耀斑是事件的原因,而不是流氓行星?"

该事件的性质(持续时间、振幅和光曲线形状)与闪耀的恒星不匹配

”他们总结道

但是即使有不确定性,这个发现仍然是重要的

他们写道:“因此,这种透镜是迄今为止探测到的地球质量流氓行星的最佳候选之一。”

尽管他们对该物体的质量测量有些矛盾,但该事件的其他性质“……与透镜是一个亚地球质量的物体一致,在距行星约8 au的投影距离内没有恒星伴星

" 流氓行星几乎没有容纳生命的潜力,所以它们可能不会像寻找系外行星一样成为一个重要的研究领域

但是它们仍然很有趣,就像其他东西一样,它们包含了自然如何运作的线索

未来,南希·格雷斯·罗马太空望远镜将帮助搜寻流氓行星

它有很多任务要完成,包括一些巨大的问题,如暗能量,以及一些人们热切期待的任务,如外行星成像和获取它们的大气层光谱

但它的部分工作也是寻找像火星一样小的自由漂浮的流氓行星

超级强大的太空望远镜将进行一次大规模的微透镜测量,以发现更多这样的行星

它的发现将帮助我们更好地理解我们自己的太阳系是如何与他人相抗衡的

“随着我们对宇宙看法的扩大,我们已经意识到我们的太阳系可能是不寻常的,”哥伦布俄亥俄州立大学的研究生萨姆森·约翰逊在一份新闻稿中说

“罗曼将通过研究流氓行星来帮助我们更多地了解我们是如何融入宇宙的

"

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