太空可能飘散着被隐匿的流浪行星——我们可能将与他们不期而遇

文章来源:健康时报 2021-03-24 11:19

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对于那些不受任何恒星约束的流浪行星,目前的技术难以将他们的信息捕抓到,NASA计划在未来几年发射一个耗资40亿美元、其光学设备有望为我们提供比著名的哈勃望远镜大100倍的视野的新太空天文台南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜可以帮助我们发现这些流浪行星。

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藏匿与这似乎毫无边际的太空,可能有着不计其数的世界未曾见过白日的曙光。而这些被称为“流浪行星”神秘天体却不同于其他的行星,尽管他们可能是一个庞大的群体。

在我们自己的太阳系中,地球及其所有的行星兄弟姐妹围绕着太阳运行,沐浴着太阳的温暖和光明。流浪行星则不受任何恒星的束缚--它们只是孤独地漂流在空旷的空间里,除了黑暗,它们不属于任何东西。

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它们游离于星光之外,事实上,它们根本就很难看到。

俄亥俄州立大学(OSU)的天文学家斯科特-高迪(Scott Gaudi)说:''宇宙中可能充斥着流浪行星,而我们甚至都不知道''。

不过,这些流浪不会在我们面前躲得太久。

“秘宝出世”——让流浪不在,相见有期

在未来几年的某个时候,美国宇航局将发射南希-格雷斯-罗马太空望远镜--一个耗资40亿美元的新太空观测站,其光学系统有望给我们带来比著名的哈勃望远镜大100倍的视野。

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艺术家对南希·格雷斯罗马望远镜的渲染。(美国宇航局)

罗曼的增强型望远镜视野将开启新一代勘测和研究受束缚的系外行星的工作,新的研究表明,它将对那些游荡的、隐藏的流浪也有更多的启示,也就是自由漂浮的行星质量物体(FFPs)。

在一项新的理论研究中,调查了南希-格雷斯-罗马太空望远镜的预期技术能力,由OSU天文学研究生萨姆森·约翰逊领导的一个团队预测,即将到来的NASA任务探测FFPs的能力将比今天的能力至少提高10倍。

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''这为我们提供了一个进入这些世界的窗口,否则我们就不会有这样的机会,''约翰逊说。

''已经发现了几颗流浪行星,但要真正获得完整的图像,我们最好的选择是像罗曼一样的东西。这是一个全新的疆域。''

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虽然关于流浪行星是如何产生的,我们还有很多不了解的地方,但我们认为它们可能在恒星周围的气态盘中形成,然后通过引力从恒星系统中被甩出。

或者,它们可能以类似于恒星形成的方式成形,在气体和尘埃云崩溃时诞生——只是它产生了一个孤立的、低质量的行星,而不是恒星核心。

目前,起源机制仍然神秘,但比较清楚的是罗马望远镜将如何能够感知这些在黑暗中漂流的实体:一种叫做引力微透镜的技术。

当来自遥远物体(如恒星)的光线通过一个巨大物体(如行星)施加的引力而发生扭曲时,就会发生这种现象。

当这种扭曲发生时,来自遥远恒星的光线会被放大,使科学家更容易发现它前面的巨大物体的新信息,包括可能完全看不见的流浪行星。b7a945557ad7d185c75e1b8cd6a48c6d.jpg

引力微透镜已经使用了三十多年,但凭借罗马望远镜的能力,它有望揭示出以前从未见过的酷炫、黑暗的流浪行星­——如果科学家们仔细观察的话。

''流浪行星的微透镜信号只持续几个小时到几天之间,然后就永远消失了,''路易斯安那州立大学的天体物理学家马修-佩尼说。

''这使得它们很难从地球上观察到,即使是用多架望远镜。罗曼是流浪行星搜索的游戏规则。''

南希-格雷斯-罗曼太空望远镜预计还需要几年时间才能投入使用,并凝视黑暗,但随着该任务计划于2025年发射,我们将不会等待太久,一个新的天文发现时代可能成为可能,有点类似于发现第一批系外行星。

这些发现在上世纪90年代才开始得到证实,但现在已知的系外行星有数千颗。至于预期探测到的流浪行星会对更大的宇宙有什么启示,还没有人确定--但可能会发现,被引力束缚的行星依附在恒星上,并不是我们假设的普遍标准。

''随着我们对宇宙的看法的扩大,我们已经意识到我们的太阳系可能是不寻常的,''约翰逊说。

''罗曼将通过研究流浪行星,帮助我们更多地了解我们在宇宙计划中的位置。''

这篇报道发表于《天文学杂志》上。

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