天文学家借助盖亚望远镜协同观测,首次精确测定流浪行星质量

编辑者: Uliana S.

天文学家发现了一颗令人惊叹的漂泊行星,该行星没有宿主恒星,使用重力微透镜法——一种行星的引力使来自遥远恒星的光线弯曲的方法。

一个国际天文学家团队首次实现了对自由漂浮行星质量的直接且精确的测量。这类行星不依附于任何主恒星,而是独自在银河系中漫游。这项研究的详细成果已于2026年1月初发表在《科学》杂志上,它标志着对系外行星研究的一次方法论上的重大突破,使研究工作超越了以往的统计学估算范畴。促成这次测量的关键事件发生在2024年5月,该事件获得了双重编号:KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516,这表明它同时被两个不同的地面巡天项目所记录。

这颗“行星孤儿”的所在地距离地球大约一万光年,它位于银河系中心附近的一个区域。此次研究成功解决了长期困扰科学界的“质量-距离简并性”难题,这一难题此前一直阻碍着对已发现的流浪行星候选体参数的精确判定。在由北京大学的苏博教授领导下,科学家们抓住了独一无二的观测机会:欧洲空间局(ESA)的盖亚(Gaia)太空望远镜与地面上的KMTNet和OGLE望远镜系统进行了同步观测。这种三方观测的完美契合,使得研究人员能够利用地球观测点与盖亚轨道位置的差异,精确测量出微引力透镜效应的视差。

通过这种直接测量得出的这颗“流浪行星”的质量,被证实与土星的质量相当,具体数值大约是木星质量的22%,相当于地球质量的70倍左右。如此的质量范围有力地支持了一个观点:该天体是在围绕恒星的原行星盘中形成的,而非像质量更大的褐矮星那样通过自身引力坍缩形成。苏博教授指出,这一结果印证了理论模型的预测,即银河系中充斥着大量因引力相互作用而被逐出原有系统的“孤儿”系外行星。

回顾历史,过去十年间,天文学家们已经识别出大约十几颗流浪行星的候选体,但由于无法准确确定它们的距离,其具体特征一直停留在推测阶段。本次的重大发现消除了长期存在的模糊性,过去这些天体常被置于一个质量区间,使得它们究竟是行星还是低质量的褐矮星难以界定。确认一个质量超过地球的物体确实是行星,进一步巩固了这样一种假说:银河系中的流浪行星数量可能比恒星的总数还要多。

展望未来,这项研究中成功应用的观测方法预示着该天文学领域拥有光明的前景,并将被推广应用于未来的太空任务中。美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜的继任者——南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,预计将在2026年底至2027年5月期间发射升空,届时有望发现数百颗类似的行星。此外,中国正在研制的“地球2.0”任务,计划于2028年发射,也将把通过微引力透镜技术搜寻流浪行星作为其核心科学目标之一。

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