克卜勒望遠鏡發現不受制約的「自由行星」

新發現表明,宇宙中確實存在與地球質量相近的「自由行星」,它們獨自漂浮在外太空,不受任何主恆星的制約。

 

  地球是顆行星,它被恆星太陽的引力牽制。那麼,沒有恆星的行星存在嗎?它們會怎樣呢?因為沒有軌道,所以漫無目的的飄走嗎?發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的新發現表明,宇宙中確實存在與地球質量相近的「自由行星」,它們獨自漂浮在外太空,不受任何主恆星的制約。

 

  該研究由英國曼徹斯特大學的伊恩‧麥克唐納(Iain McDonald)主導,他們使用2016年美國太空總署(NASA)的克卜勒太空望遠鏡在K2階段任務所獲得的數據進行分析。在這項為期兩個月的任務中,克卜勒望遠鏡每隔30分鐘就對銀河系中心附近的數百萬顆恆星進行密集的監測,尋找極為罕見的微重力透鏡事件。

 

  研究團隊發現了27個短期的微透鏡可能信號,其時間跨度從1小時至10天不等。大部分在先前於地面同時獲得的數據見過,但其中新發現四個短期事件,它們都是與地球質量相似的行星。

 

  這些新事件並沒有顯示出可能是來自主恆星的更長信號,表明新事件或許是由「自由行星」所產生。科學家推測,這類行星最初可能是在主恆星周圍形成,但後來被較重的行星的引力拉出。

 

自由行星最初可能是在主恆星周圍形成,但後來被較重的行星的引力拉出。

 

  85年前,愛因斯坦的廣義相對論便預言了微透鏡效應,它描述背景星所發出的光如何被其他的前景星暫時放大,於是產生一種可持續數小時至數天的短暫閃光。在銀河系中,大約每100萬顆恆星中就有一顆恆星在任何時候都明顯受微透鏡效應影響,但預估只有很少是由行星引起。

 

  克卜勒望遠鏡不是為了利用微透鏡發現行星所設計,也不是為了研究星系內部極密集的恆星區域。這意味著必須開發新的數據還原技術,才能從克卜勒望遠鏡的數據庫裡找到信號。

 

  麥克唐納說:「想找出這些信號極其困難。我們的觀察指出,即使使用一架老舊且倍數不佳的望遠鏡,對準天空中星球最密集的一塊區域,也會看到有成千上萬顆亮度不同的恆星,以及成千上萬顆掠過我們視野的小行星。我們試圖從種種干擾中找到少數由行星引起的微小特定亮光,而我們只有一次機會在信號消失以前找到。這就好比站在高速公路中央,只用一部手機尋找螢火蟲光芒那樣『簡單』。」

 

  該研究共同作者、曼徹斯特大學的埃蒙‧凱林斯(Eamonn Kerins)說:「克卜勒望遠鏡取得了它任務之外的成就,為類地球質量的自由行星的存在提供進一步的初步證據。現在,它將接力傳給其他旨在尋找這些信號的觀測任務,這些信號很難被觀測到,以至於連愛因斯坦自己都認為永遠不可能找到。」

 

  確認自由行星的存在與性質是未來觀測任務的重點,例如美國太空總署的羅曼太空望遠鏡,或是歐洲太空總署的歐幾里德任務,兩項任務都將改進與完善以便尋找更多微透鏡信號。

 

 

圖片來源:NASA

 

原文出處:Phys.org

 

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