新的研究顯示美國宇航局的Roman可能發(fā)現(xiàn)400顆地球質(zhì)量的流浪行星 _美國

一顆暗淡的、大部分是深藍(lán)色的行星，在繁星密布的黑色背景上有著巨大的冰塊。這顆行星有著巨大、深色、綠色的特征，可能是大陸。這位藝術(shù)家的概念展示了一個冰封的地球質(zhì)量的流浪星球獨自在太空中漂流。鳴謝:美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心
據(jù)美國宇航局：美國宇航局和日本大阪大學(xué)科學(xué)家的新研究表明，流浪行星——在太空中漂移而不被恒星束縛的世界——遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于圍繞恒星運(yùn)行的行星。這些結(jié)果意味著，美國宇航局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠(yuǎn)鏡將于2027年5月發(fā)射，可能會發(fā)現(xiàn)驚人的400個地球質(zhì)量的流氓世界。事實上，這項新的研究已經(jīng)確定了一個這樣的候選人。
“我們估計我們的星系中流浪行星的數(shù)量是恒星的20倍——數(shù)萬億個世界獨自游蕩，”馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的高級研究科學(xué)家大衛(wèi)·貝內(nèi)特說，他是描述這些結(jié)果的兩篇論文的合著者。“這是首次測量銀河系中對質(zhì)量小于地球的行星敏感的流氓行星的數(shù)量。”
該團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)源于一項名為MOA(天體物理學(xué)中的微透鏡觀測)的為期九年的調(diào)查，該調(diào)查在新西蘭約翰山大學(xué)天文臺進(jìn)行。當(dāng)一個物體，如恒星或行星，從我們的有利位置與一個不相關(guān)的背景恒星接近完美對齊時，就會發(fā)生微透鏡事件。因為任何有質(zhì)量的物體都會扭曲時空結(jié)構(gòu)，所以來自遙遠(yuǎn)恒星的光在經(jīng)過較近的物體時會彎曲。較近的天體充當(dāng)天然透鏡，在背景恒星的光線中產(chǎn)生短暫的尖峰，給天文學(xué)家提供他們無法通過其他方式獲得的關(guān)于介入天體的線索。
“微透鏡是我們找到低質(zhì)量自由漂浮行星甚至原始黑洞等物體的唯一方法，”大阪大學(xué)教授田崎敬浩·蘇米說，他是這篇論文的第一作者，該論文對我們銀河系的流氓行星進(jìn)行了新的估計。“利用重力發(fā)現(xiàn)我們永遠(yuǎn)不可能直接看到的物體，這非常令人興奮。”
該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的這顆大致相當(dāng)于地球質(zhì)量的流氓行星標(biāo)志著這類發(fā)現(xiàn)的第二次。描述這一發(fā)現(xiàn)的論文將發(fā)表在未來一期的《天文雜志》上。第二篇論文將發(fā)表在同一份雜志上，該論文提出了一項人口統(tǒng)計分析，結(jié)論是流浪行星比我們銀河系中圍繞恒星運(yùn)行的行星豐富六倍。
小型行星
僅僅在幾十年里，我們從懷疑太陽系中的世界是否是宇宙中唯一的到發(fā)現(xiàn)了太陽系外的5300多顆行星。這些新發(fā)現(xiàn)的世界中的絕大多數(shù)要么巨大，要么離它們的主星非常近，要么兩者兼而有之。相比之下，該團(tuán)隊的結(jié)果表明，流氓行星往往是嬌小的一方。
“我們發(fā)現(xiàn)地球大小的流氓比更大的流氓更常見，”Sumi說。“恒星束縛行星和自由漂浮行星平均質(zhì)量的差異是理解行星形成機(jī)制的關(guān)鍵。"
世界的形成可能是混亂的，所有正在形成的天體在它們進(jìn)入軌道時都在引力作用下相互作用。輕量級行星與它們的恒星沒有那么緊密地聯(lián)系在一起，所以其中一些相互作用最終會將這樣的世界拋向太空。于是開始了孤獨的生活，隱藏在星星之間的陰影里。
在最初的《星際迷航》系列的早期劇集中，船員們在所謂的星際沙漠中遇到了這樣一顆孤獨的星球。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)最終Gothos，這個沒有星星的星球，是可居住的。雖然這樣的世界可能是可信的，但該團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)，新發(fā)現(xiàn)的“流氓地球”可能與地球沒有許多其他類似質(zhì)量的特征。
羅曼對隱藏世界的搜尋
揭示孤立行星的微透鏡事件非常罕見，所以找到更多的關(guān)鍵是撒下更大的網(wǎng) 。這正是Roman在2027年5月推出時要做的事情。
“Roman將對更低質(zhì)量的流氓行星敏感，因為它將從太空進(jìn)行觀察， ”Naoki Koshimoto說，他領(lǐng)導(dǎo)了宣布探測到一個候選的類地質(zhì)量流氓世界的論文。現(xiàn)在是大阪大學(xué)的助理教授，他在戈達(dá)德進(jìn)行這項研究。“Roman寬廣的視野和敏銳的視覺相結(jié)合，將使我們能夠比我們僅使用地面望遠(yuǎn)鏡更詳細(xì)地研究它發(fā)現(xiàn)的物體，這是一個令人興奮的前景。”
先前基于圍繞恒星運(yùn)行的行星的最佳估計表明，羅曼將會發(fā)現(xiàn)50個類地質(zhì)量的流氓世界。這些新的結(jié)果表明，它實際上可以找到大約400顆，盡管我們必須等到羅曼開始掃描天空才能做出更確定的預(yù)測。科學(xué)家們將把Roman的未來數(shù)據(jù)與來自日本PRIME (Prime-focus紅外顯微透鏡實驗)望遠(yuǎn)鏡等設(shè)施的地面觀測數(shù)據(jù)結(jié)合起來，該望遠(yuǎn)鏡位于薩瑟蘭的南非天文臺。這個1.8米的望遠(yuǎn)鏡將在MOA的工作基礎(chǔ)上，通過在近紅外光下進(jìn)行首次廣域微透鏡巡天。它配備了來自Roman探測器開發(fā)項目的四個探測器，由NASA作為與JAXA(日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu))的國際協(xié)議的一部分提供。
每個微透鏡事件都是一次性的，這意味著一旦它們結(jié)束，天文學(xué)家就不能回去重復(fù)觀測。但它們不是瞬間的。
“來自一顆流浪行星的微透鏡信號可能需要幾個小時到大約一天的時間，所以天文學(xué)家將有機(jī)會同時觀察Roman和PRIME，”Koshimoto說。
從一百萬英里外的地球和Roman的位置看到它們，將有助于科學(xué)家比以往任何時候都更準(zhǔn)確地測量流浪行星的質(zhì)量，加深我們對我們銀河系周圍世界的了解。
Nancy Grace Roman太空望遠(yuǎn)鏡由位于馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心管理，參與方包括美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室和南加州加州理工學(xué)院/IPAC分校、位于巴爾的摩的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所以及由來自不同研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家組成的科學(xué)團(tuán)隊。主要的工業(yè)伙伴是科羅拉多州博爾德的鮑爾航空航天技術(shù)公司；佛羅里達(dá)州墨爾本的L3Harris技術(shù)公司；和加州千橡市的Teledyne Scientific & Imaging 。
阿什利·巴爾澤馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心。
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