从來最快的系外行星被超高速恆星以 120 萬英里/小時的速度拖過太空

By Robert Lea

 published yesterday

   Exoplanets

    “這將是从來发现的第一顆环繞超一颗超高速恆星的行星” 。

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一幅海王星一样的行星被它的母星拖過太空旁邊一道有我们銀河系中心附近的恆星的一个描画，彩色的軌跡表明它們的速度。尾跡越長和越紅，一颗恒星正在移動越快。 (Image credit: (Main) Robert Lea (created with Canva) (Inset) NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC))

它是一只鳥嗎？它是一架飛機嗎？不，這是超級海王星！但這個模仿超人的行星並不是正在靠它自己爆炸过太空。它正在被它的母星拖着走。

美國宇航局科學家們已经發現了他們懷疑是拖着一顆海王星一样的行星超高速竞速过太空的恆星。該系統出现正在以每小時 120 萬英里（每小時 190 萬公里）的难以置信的速度移動。如果這一發現被證實，這將是从來见过的最快太陽系外行星“系外行星”系統。

團隊負責人、美國宇航局戈達德太空飛行中心的研究員肖恩·特裡說，“我們認為這是一個所謂的超級海王星世界，环繞一顆在一个如果它在我們的太陽系中它会位于金星和地球的軌道之間的距離的低質量恆星，如果如此它將是从來發現的第一顆环繞一颗超高速恆星的行星”。

這顆恆星和它拖曳的行星被首次回到2011 年收集的數據暗示，這要歸功於一个机会排列和一个由阿爾伯特·愛因斯坦 （Albert Einstein） 在1915 年在他的巨著《廣義相對論》首次預言的一种現象。

信息圖解釋引力透鏡的来去。 (Image credit: Robert Lea/NASA, ESA & L. Calçada)

當行星經過與它们无关联的背景恆星時引力透鏡對行星獵人变得有用的。当從地球上看這些行星翘曲空間的方式造成恆星的位置中微小的移變。

一張顯示一個誇張的微型引力透鏡情況的圖。 (Image credit: Robert Lea (created with Canva))

因此，這種叫「微透鏡」的效應能被用於探測否则遠超出太陽系界限用傳統的基於光的天文學效果上是不可見的的暗行星。

一顆恒星和它的行星還是一顆行星和它的月亮？

在這个案例中，該團隊檢測到一個表明兩個宇宙天體的微透鏡信號。他們確定其中一個透鏡體有一个大約比它的伴星更大 2300 倍的質量，但不能够確定這些天體的確切質量，因為它們只是太遠了。團隊成員、馬里蘭大學派克分校和美國宇航局戈達德的高級研究科學家大衛·貝內特說“確定質量比是容易的，来計算它們的實際質量是远更困難的” 。

貝內特是 2011 年懷疑那个透鏡體是一顆質量約為太陽質量五分之一的恆星和一顆質量为地球 29 倍的行星發現背後的團隊的一員。

或者，第一個天體可能是一顆更近的“流氓行星”，沒有母星質量大約是木星的 4 倍。這將使第二個透鏡體成為一个与這顆行星相關的衛星。.

一幅顯示我們銀河系中心附近的恆星的描画。每個恒星都有一條彩色的尾跡表示它的速度——尾跡越長越紅，恒星移動越快。 (Image credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC))

為结束這種困惑，貝內特加入了這個新團隊，他們開始搜索由夏威夷凱克天文臺和恆星跟蹤宇宙飛船蓋亞收集的數據。

研究小組究因了如果這對透鏡體真的是一顆流氓行星和它的尾隨衛星，那麼没有透鏡的背景星光的幫助它們會是看不見的。

然而，如果這是一顆拖著一个超級海王星的恆星，那麼儘管這顆行星太暗不能看到，但來自恆星的光應該使它可識別的。

這次搜索似乎已经成功。研究人員發現了一顆距離地球約 24000 光年远的強可疑恆星。这把這顆恆星正好放在銀河系的中心凸起的地方，在那裡密包着恆星天體。

然後，該團隊观察了這顆恆星在 2011 年的位置，並將它與 2021 年的位置比較。10 年多位置中的變化揭示了該系統的高速。

哈勃望遠鏡看到的年輕恆星 LL Ori 和它周圍的弓形冲击。 (Image credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: C. R. O’Dell (Vanderbilt University))

儘管科學家們已经估計這顆恆星以 120 萬英里/小時的速度拖着它的系外行星前進，但他們迄今為止已经检查的只代表它的在二維中的運動。

恆星系統也可能正在移动靠近或離开地球。如果是這樣，這可能將它的速度推高到130萬英里/小時（每秒600公里）以上。這是有重大意义的，因為該速度超過銀河系的逃逸速度。這意味著這顆超高速恆星和它的行星可能註定要逃離銀河系並進入星系際，儘管這個過程将要用數百萬年。

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該團隊現在將嘗試结论上確定是否2011 年發現的透鏡體真的是這顆可疑的恆星。

團隊成員、馬里蘭大學研究員阿帕那（Aparna Bhattacharya ）說，“如果高分辨率觀測表明這顆恆星只是呆在同一位置中，那麼我們肯定告诉它不是造成这个信號系統的一部分，這将意味着流氓行星和系外衛星模型是有利的” 。

移动超越這個系統，這個團隊和其他科學家現在將嘗試發現更多與超高速恆星相關的行星。當南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡於 2027 年 5 月發射時這項搜索將得到一个重大推動。罗曼還可以帮助探底是什麼以如此令人難以置信的速度發射一些恆星。

特裡說，“在這个案例中，我們用了MOA的寬廣的視野，然後用凯克和盖亚的尖锐分辨率跟随，但多虧罗曼的強大視野和計劃的勘查策略，我們将不需要依賴額外的望遠鏡，羅曼将做一切” 。

該團隊的研究於週二（2 月 10 日）發表在 The Astronomical Journal上。