天文学家的一项国际合作报告发现了 70 到 170 颗流氓行星，这是一项前所未有的科学成就。
流氓行星既神秘又令人毛骨悚然。这些行星漂浮在黑暗的星际空间中，没有宿主恒星，要么已经离开了它们的起源恒星系统，要么根本就没有一个起源恒星系统。天文学家在 1990 年代首次了解自由漂浮的行星，但仍有许多悬而未决的问题，例如它们的形成条件、大小和组成，以及它们在银河系中的相对丰度。
今天发表在《自然》杂志上的研究正在推动对这些天文问题的研究，因为一组科学家在银河系附近被称为上天蝎座 OB 恒星协会的区域发现了 170 多颗流氓行星(通过“附近”我们'正在谈论 420 光年远)。这实际上使已知的自由漂浮行星的总数增加了一倍——这表明我们银河系中流氓行星的总数是巨大的。事实上，被怀疑潜伏在银河系中的流氓行星的总数会让已故的卡尔萨根感到非常自豪，因为它的数量可能达到数十亿甚至数万亿。
新发现的流氓行星是在近 20 年的天文数据中发现的，包括欧洲南方天文台、加拿大-法国-夏威夷望远镜、斯巴鲁望远镜和欧空局的盖亚卫星收集的观测数据。波尔多大学的天文学家兼项目负责人 Hervé Bouy 表示，正如他在 NOIRLab声明中所解释的那样，通过广泛的NOIRLab Astro Data Archive提供的数据是“这项研究的基础” 。
在一封电子邮件中，波尔多大学的天文学家、这项新研究的第一作者 Núria Miret-Roig 表示，这项新工作涵盖了“天空中非常大的区域”，大约 170 度的平方，比以前的调查。“这要归功于公共档案中所有可用图像的汇编以及我们自己的观察，”她说。海量数据——80,000 张图像，总计100 TB——要求团队“将现代统计工具与数据挖掘技术相结合”。
该研究的一个关键方面是用于发现流氓行星的技术。探测自由漂浮的行星具有挑战性，因为它们与宿主恒星无关，而且它们在广阔的太空中的位置也不是很明显。检测流氓行星的传统方法，即微透镜，取决于流氓行星和无关背景恒星之间的偶然排列。微透镜的问题在于它们往往是一次性事件，而这颗流氓行星很可能再也不会出现。无法长时间研究系外行星是一个巨大的限制。
这项新研究的一个令人兴奋的方面是，未来可以研究新发现的流氓行星。Miret-Roig 和她的同事们假设一些流氓行星仅在几百万年前形成，仍然炙手可热，因此可以直接被望远镜探测到。在这项研究中，该团队仔细研究了这 80,000 张宽视野图像，测量了一系列光学和近红外波长的光。该团队还测量了物体的微小运动，他们这样做是为了进一步确认它们是行星在没有宿主的情况下在太空中快速移动。
确定了多达 3,455 个候选行星，其中 70 到 170 个木星大小的物体被认为是真正的流氓系外行星。由于与该地区的推测年龄和物体质量有关的不确定性，天文学家无法确定确切的数字。
“通过将每个行星的亮度与理论模型进行比较，我们能够推断出单个质量。主要的困难是行星在年轻时相对明亮，随着时间的推移它们会迅速消失，”Miret-Roig 解释说。“那么，如果不准确地知道这颗行星的年龄——我们的样本就是这种情况——就很难区分一颗古老的大质量行星和一颗年轻但质量较小的行星。”
她说，计划进行一项后续研究，以测量这些假定的流氓系外行星的精确年龄和质量，并计划进行一些光谱观测，以“确定其他物理特性，例如有效温度和成分”。未来的天文台，例如即将推出的韦伯太空望远镜、极大望远镜 (ELT) 和 Vera C. Rubin 天文台，可以进一步验证这些结果。
这项研究的另一个令人兴奋的方面是它告诉我们流氓行星形成的条件。两种理论旨在解释像这样的行星是如何形成的。它们要么由围绕宿主恒星的原行星盘形成，然后被引导进入星际空间，要么由太小而无法形成恒星的气体云坍塌形成。
Miret-Roig 说，在新研究中观察到的杂散物体的总数“超过了自由漂浮行星的数量，如果它们只是从小分子云的坍缩中形成恒星，那么这表明必须有其他机制在起作用。” 因此，天文学家“可以说这两种机制都在起作用，而且抛射对最终种群的贡献一定很大。”
鉴于两个过程都可能产生流氓行星，流氓行星的总数应该是巨大的。像卡尔萨根一样巨大。由于即将进行的后续研究和未来的望远镜，我们应该期待在未来几年学到更多。
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