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银河系发现一颗地球大小的流氓行星
2021年04月24日 新闻频道 ⁄ 共 1880字 暂无评论 ⁄ 被围观 16 views+

我们的银河系可能充斥着流氓行星,它们不受任何恒星的引力约束。由波兰天文学家领导的一个国际科学家团队宣布发现了迄今发现的最小的地球大小的自由漂浮行星。到目前为止,已经发现了4000多个。虽然许多已知的系外行星与我们太阳系中的行星并不相似,但它们有一个共同点--它们都围绕着一颗恒星运行。然而,行星形成和进化的理论预测了自由漂浮(流氓)行星的存在,这些行星在引力作用下不依附于任何恒星。的确,几年前,来自华沙大学天文台的OGLE团队的波兰天文学家提供了银河系中存在此类行星的第一批证据。奥格尔天文学家在“天体物理杂志快报”上撰文宣布,他们发现了迄今为止发现的最小的流氓行星。

系外行星很少能被直接观测到。通常,天文学家通过观测行星发出的光来发现行星。例如,如果一颗行星从其母恒星的圆盘前面穿过,那么观测到的恒星亮度就会周期性地下降一小部分,从而导致所谓的凌日。天文学家还可以测量这颗行星引起的恒星运动。

自由漂浮的行星几乎没有辐射,而且--根据定义--它们不绕任何主恒星运行,因此无法使用传统的天体物理探测方法来发现它们。然而,流氓行星可以通过一种叫做的天文现象被发现。微透镜产生于爱因斯坦的广义相对论--一个巨大的物体(透镜)可能会使明亮的背景物体(光源)的光线发生弯曲。镜头的引力就像一个巨大的放大镜,可以弯曲和放大远处的光线。

如果一颗(恒星或行星)从地球上的观测者和遥远的源星之间经过,它的引力可能会偏转和聚焦光源发出的光。观察者将测量源星的短暂变亮,这项研究的主要作者之一、加州理工学院博士后学者Przemek Mroz博士解释道。观察微透镜的机会极其渺茫,因为三个物体-源、透镜和观察者-必须几乎完全对准。他补充说,如果我们只观测到一颗源恒星,我们将不得不等待近一百万年才能看到源恒星被微透镜处理。

这就是为什么寻找引力微透镜事件的现代调查正在监测银河系中心的数亿颗恒星,那里微透镜的可能性最高。由华沙大学天文学家领导的OGLE调查进行了一项这样的实验。OGLE是最大和最长的天空测量之一,从28年前开始运行。目前,奥格尔天文学家正在使用位于智利拉斯坎帕纳斯天文台的1.3米华沙望远镜。每个晴朗的夜晚,他们都会将望远镜对准银河系的中心区域,观察数以亿计的恒星,寻找那些改变了亮度的恒星。

重力微透镜不依赖于镜头的亮度,因此它可以研究暗淡的物体,如行星。微透镜事件的持续时间取决于透镜对象的质量-透镜质量越小,微透镜事件越短。大多数观测到的事件,通常持续几天,都是由恒星引起的。归因于自由漂浮行星的微透镜事件的时间尺度仅为几个小时。通过测量微透镜事件的持续时间(及其光曲线的形状),我们可以估计透镜物体的质量。

科学家们宣布发现了迄今发现的最短时间尺度的事件,名为OGLE-2016-BLG-1928,其时间尺度仅为42分钟。这项研究的合著者、华沙大学天文台的拉多斯瓦夫·波莱斯基博士说,当我们第一次发现这一事件时,很明显,它一定是由一个极其微小的物体引起的。

事实上,该事件的模型表明,该透镜的质量肯定小于地球,它很可能是一个火星质量的物体。此外,这个镜头很可能是一颗流氓行星。波莱斯基博士补充说,如果镜头围绕着一颗恒星运行,我们会在该事件的光曲线中检测到它的存在。我们可以排除行星在大约8个天文单位(天文单位是指地球与太阳之间的距离)内有一颗恒星的可能性。

几年前,奥格尔天文学家首次提供了银河系存在大量流氓行星的证据。然而,这颗新探测到的行星是迄今发现的最小的流氓世界。我们的发现表明,低质量的自由漂浮行星可以用地面望远镜来探测和表征,奥格尔项目的PI Andrzej Udalski教授说。

天文学家怀疑,自由漂浮的行星实际上是在恒星(普通行星)周围的原行星盘中形成的,它们在与其他天体(例如,与系统中的其他行星)发生引力相互作用后被从其母行星系统中抛出。行星形成理论预测,被抛出的行星通常应该比地球小。因此,研究自由漂浮的行星使我们能够了解年轻行星系统(如太阳系)动荡的过去。

对自由漂浮的探索是南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜的科学驱动力之一,该望远镜目前正由美国国家航空航天局建造。天文台计划在2020年代中期开始运营。

由于事件的简洁性,需要由韩国微透镜望远镜网络(KMTNet)收集更多的观测数据来描述事件的特征。KMTNet运营着一个由三台望远镜组成的网络--分别位于智利、澳大利亚和南非。更多信息:Przemek,Mróz等人。在最短时间尺度的微透镜事件“天体物理杂志”(2020)中探测到的候选地质量流氓行星。网址:10.3847/20418213/abbfad

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