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(2024-05-02 07:10:51)
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美国宇航局的过境系外行星勘察卫星可能已经发现它的第一颗流氓行星
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一幅展示美国宇航局的系外行星猎人过境系外行星勘察卫星和一颗流氓行星的描画。
美国宇航局的过境系外行星勘察卫星（TESS）可能已经发现了它的第一颗自由漂浮的或“孤儿”行星。这是一颗没有恒星在宇宙中漫游的行星，全独自一个。
这一潜在发现证明过境系外行星勘察卫星能用由阿尔伯特·爱因斯坦100多年前首次提出的现象来发现这些所谓的流氓行星。
尽管在发现5000多颗以这种排列存在的系外行星后我们最熟悉的行星环绕一颗恒星的事实，但银河系也被估计有大群的许多自由漂浮的流氓行星。
事实上，我们的星系可能包含多达一万亿（10被14个零跟随）个已经被从它们的家园系统被与其他行星或经过的恒星的引力相互作用甩出的流氓行星。这意味着这些自由漂浮的世界可能远多于跨银河系恒星的数量。因此，2018年发射的过境系外行星勘察卫星潜在的探测到这样一个宇宙孤儿是一个大交易。
团队联合负责人、麻省理工学院专门研究系外行星探测的博士后迈克尔邦友告诉太空网站， “我们在过境系外行星勘察卫星数据中发现了第一个与人们从被一个自由漂浮行星微透镜的预期是一致的信号”。
邦友继续说道，“这只是我们搜索过过境系外行星勘察卫星已经观测到的75个扇区中的第一个扇区，每个扇区对应于大约27天的过境系外行星勘察卫星观测。这么早发现一些东西令人惊讶，但真的令人兴奋” 。
一点点来自爱因斯坦的“狩猎流氓“帮助
到目前为止已经被探测到的大多数系外行星已经被暗示在由于它们在它们的母恒星上有的影响上。这可能是一个径向运动中被一颗环绕的行星的小引力拖力中的“摆动“或一个随一个环绕的行星穿过或”过境“它的恒星的脸发生的光中的一个下降。
然而没有一个母恒星这些方法没有一个能应用。这就是使探测流氓行星如此困难的。
邦友说，“正如你可能期望的一样，流氓行星是黑暗的，它们不环绕任何恒星，这意味着探测系外行星的常用技术不真的起作用”。
幸运的是，爱因斯坦1915年的引力理论更广为人知为广义相对论，预测一种能被用来发现这些自由漂浮的系外行星的现象。
爱因斯坦提示有质量的天体弯曲空间和时间或者空时的非常织造，引力从这种弯曲发生。当光经过空时中的一个弯曲点时它的路径被弯曲。这意味着来自一个背景光源的光就说一颗恒星或一个星系能围绕中间的“透镜”天体采取不同的路径，这样在不同的时间到达一个观测者的视野。
这种现象被称为“引力透镜”，造成背景源的位置从观测者的角度偏移，或在同一图像出现在多个位置。
一张图表显示流氓行星如何经过一颗遥远的恒星和过境系外行星勘察卫星系外行星猎人之间能造成引力透镜允许它们被探测到。
流氓行星有很小的质量，因此透镜效应是弱的，因此被称为“微透镜”。然而，它能造成对天文学家可见的背景光源变亮，表明一个流氓行星存在。
邦友说，“微透镜仅典型的对发现这些黑暗的、孤立天体的是最佳的选择，也是通常唯一的选择，因为它只依赖一颗行星通过它的引力场的质量”。
一颗自由漂浮的“流氓”行星的引力可能偏转和聚焦来自一颗遥远恒星当在它的前方近距离经过时的光线。由于被扭曲的图像，这颗恒星暂时的远更亮。(Image credit: J. Skowron/Warsaw University Observatory)
忘记过境系外行星勘察卫星中的“过境（T）”
正如过境系外行星勘察卫星中过境的“过境（T）”提示的，这台太空望远镜可能不会立即像狩猎流氓行星的合适工具一样。
邦友解释道：“过境系外行星勘察卫星被设计通过寻找过境来搜索与宿主恒星紧密相连的行星，过境被一颗从恒星前面经过的行星造成的恒星的‘变暗’，就像你在最近的日食中看到的一样” 。
然而，如上所述，随一个透镜天体经过背景恒星和地球之间引力透镜也能造成背景恒星变亮。邦友解释说，因为过境系外行星勘察卫星对恒星光线中的微小变化是敏感的，它也能检测到这些变亮的事件，由自由漂浮的行星流氓造成的微透镜的标志性特征。
但鉴于这一点你可能好奇：为什么这是过境系外行星勘察卫星自2018年以来发现的其他6000颗左右候选系外行星（其中400颗左右已被确认）中第一颗潜在的流氓系外行星呢？
好的，原来是直到现在为止没有人真的看。
邦友指出：“过境系外行星勘察卫星是惊人好的适合通过微透镜来发现流氓行星，但原来是过境系外行星勘察卫星之前并没有真正探索过数据中的这些信号。我们的用微透镜寻找未被绑定的行星的方法和由此产生的过境系外行星勘察卫星行星微透镜候选者对过境系外行星勘察卫星都是第一次”。
“因为以前过境系外行星勘察卫星数据没有被用来寻找短时间的微透镜事件，过去的系外行星搜索对看这些信号是不敏感的” 。
一幅插图显示一颗冷的孤儿流氓行星，由于缺乏一个母恒星和缺乏它自己的光输出流氓行星被冰覆盖。(Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center)
然而，不幸的是与许多其他探测到的系外行星候选一样，这一发现仍需要被证实。
邦友说，“重要的是我们在现在不能确认这是一颗行星，微透镜事件不会重复的事实意味着来辨别任何特定信号的性质是很难的。因此，我们关于这一事件的起源持谨慎态度，将其命名为流氓行星‘候选’，因为它与你从这样一个世界期望的信号是一致的” 。
她补充说，随着团队探索更多过境系外行星勘察卫星数据并进行后续观测，关于信号的真相将慢慢变得更清楚。
尽管如此，这些发现的暂时性确实的已经没有减弱团队的热情或他们的兴奋。
团队联合负责人、加州大学圣克鲁斯分校的研究员威廉姆德罗克告诉太空网站，“确定的来自我的一个十分之十的兴奋，我习惯于寻找暗物质，在那里实际看到任何东西的几率是狂的低，因此发现一个在星际空间黑暗中漂移的流氓世界的可能性只是难以置信的” 。
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这项研究的作者相信当到过境系外行星勘察卫星发现更多流氓行星时前景是光明的。
邦友总结道，“这是一个过境系外行星勘察卫星能发现这类信号的证明，现在到我们来开始深入发现更多的并理解它们可能意味的，我们已经搜索过不到1%的过境系外行星勘察卫星数据；还有99%的数据，我们沿这条路有很多令人兴奋发现的新机会！”
该团队的研究已被提交在《皇家天文学会月报》上发表。它目前是存储库网站
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