NASA罗曼太空望远镜可能可以发现400颗地球质量的流浪行星

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的高级研究科学家大卫-贝内特（David Bennett）是两篇介绍这项研究成果的论文的共同作者之一，他说："我们估计，银河系中的流浪行星数量是恒星的20倍--数以万亿计的世界在独自游荡。这是对银河系中流浪行星数量的首次测量，它对质量小于地球的行星非常敏感。"

研究小组的研究结果来自于新西兰约翰山大学天文台进行的一项为期九年的调查，这项调查被称为 MOA（天体物理学微透镜观测）。当恒星或行星等天体从我们的有利位置与一颗无关的背景恒星近乎完美地对准时，就会发生微透镜事件。由于任何有质量的物体都会扭曲时空结构，因此来自远处恒星的光线在经过近处天体时会绕着它弯曲。较近的天体就像一个天然透镜，在背景恒星的光亮中产生一个短暂的峰值，为天文学家提供了有关该天体的线索，而这些线索是他们无法通过其他方式获得的。

这幅艺术家的概念图展示了一颗冰壳包裹的、地球质量的流浪行星独自在太空中漂流。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心

"微透镜是我们发现低质量自由漂浮行星甚至原始黑洞等天体的唯一途径，"大阪大学教授、论文《银河系流浪行星的新估计》的第一作者 Takahiro Sumi 说。"利用引力发现我们永远无法直接看到的天体是一件非常令人兴奋的事情。"

研究小组发现的这颗质量约为地球的流浪行星是第二次发现此类行星。描述这一发现的论文将刊登在未来一期的《天文杂志》上。第二篇论文将发表在同一杂志上，该论文通过人口分析得出结论，流浪行星的数量是银河系中围绕恒星运行的行星数量的六倍。

短短几十年间，我们从怀疑太阳系内的世界在宇宙中是否孤独，到在太阳系外发现 5300 多颗行星。在这些新发现的世界中，绝大多数要么体积巨大，要么离主恒星极近，要么两者兼而有之。相比之下，研究小组的研究结果表明，流浪行星往往偏小。

"我们发现，地球大小的流浪行星比质量更大的流浪行星更常见，"苏米说。"恒星结合行星和自由漂浮行星平均质量的差异是了解行星形成机制的关键。"

这幅动画用一颗"流浪行星"--不围绕恒星运行的行星--来说明引力微透镜的概念。当这颗"流浪行星"几乎从背景源恒星前方经过时，源恒星的光线会因周围扭曲的时空而弯曲。这会稍微改变恒星在天空中的视位置，甚至会产生多个恒星的副本。这种变化向天文学家发出了行星存在的信号。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心/CI 实验室

世界的建立可能是混乱的，所有形成的天体在进入轨道时都会发生引力相互作用。行星轻量级天体与恒星的联系并不紧密，因此有些相互作用最终会将这些世界抛入太空。于是，它们开始了孤独的生存，隐藏在恒星之间的阴影之中。

在原版《星际迷航》系列的早期剧集中，船员们在所谓的星际沙漠中遇到了这样一颗孤独的星球。他们惊讶地发现，这颗无星行星 Gothos 最终可以居住。虽然这样的世界可能是可信的，但研究小组强调，新探测到的"流氓地球"除了质量相似外，可能与地球没有太多其他共同特征。

能发现单独行星的微透镜事件异常罕见，因此要找到更多行星的关键之一就是撒下更大的网。这正是"罗曼"号在2027年5月发射时要做的事情。

"罗曼望远镜将从太空中进行观测，因此它将对质量更小的流浪行星更加敏感，"领衔发表论文宣布发现候选地球质量流氓世界的越本直树（Naoki Koshimoto）说。他现在是大阪大学的助理教授，在戈达德进行了这项研究。"'罗曼'的宽广视野和敏锐视觉相结合，将使我们能够比仅使用地面望远镜更详细地研究它发现的天体，这是一个令人激动的前景"。

根据之前发现的环绕恒星运行的行星的最佳估计，Roman 将发现 50 个地球质量的流浪世界。这些新的结果表明，它实际上可以发现大约400个，不过我们还需要等到罗曼开始扫描天空时才能做出更确定的预测。科学家们将把罗曼的未来数据与日本 PRIME（红外微透镜实验）望远镜（位于萨瑟兰的南非天文台）等设施的地面观测数据结合起来。这台 1.8 米的望远镜将在 MOA 工作的基础上，进行首次大范围的近红外微透镜测量。它配备了罗曼探测器开发计划中的四个探测器，作为与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）签订的国际协议的一部分，由美国国家航空航天局（NASA）提供。

每一次微透镜事件都是一次性的，这意味着一旦事件结束，天文学家就无法再回去重复观测。但它们并不是瞬时发生的。

越本直树说："来自流浪行星的微透镜信号可能需要几个小时到一天左右的时间，因此天文学家将有机会同时观测Roman和PRIME。"

从地球和一百万英里外的罗曼星上同时观测它们，将有助于科学家比以往任何时候都更精确地测量流浪行星的质量，从而加深我们对银河系中的世界的了解。