星際行星

星際行星

星際行星,或稱為流浪行星、孤兒行星,粗略地說是不繞任何恆星公轉的行星,它們原本繞著自己的恆星公轉,受到其他行星等天體的引力影響后被拋出該行星系,流浪於星系或宇宙之中,2011年科學家利用重力微透鏡法首度證實星際行星的存在,並推測銀河系內木星大小的星際行星數量有恆星的兩倍之多。

基本介紹


星際行星指不繞任何恆星公轉的行星。它們雖然其不圍繞任何星體公轉,卻只具有行星質量。它們或是受到其它行星等天體的引力影響而被拋出原本繞著公轉的行星系統,或是在行星系統形成期間被彈射出來原行星,以致流浪於星系或宇宙之中。雖然它們在星際中流浪,但不代表它們沒有生命,可是其上存在的生命可能也只是如細菌般的微生物。

特性


一般人或會認為。該等行星在沒有太陽的環境下,其溫度一定接近絕對零度。但在1999年戴維·史提芬遜發表的論文則提出不同的看法,文中提及被逐出太陽系的行星,由於有“放射性熱力散失”,因此在冰冷宇宙中,它們或可保留氣態的濃密大氣層,因此有可能不會被凍結。此推論以大氣的阻光度來推測的,大氣越濃密,阻光度越高,因此濃厚的氫氣可阻擋不少放出的紅外線,保留熱力。
另方面,有認為在行星系統形成期間,有不少較小的原行星會被彈射出該系統。由於距離太陽越遠,行星所接收的紫外線會越少,其空氣分子的動能也會越少,在這種情況下,重力與地球相近的行星可保留其氫氣和氦氣
通過計算,一個與地球體積相近的行星,在一個千巴氫氣的大氣壓力下,其核心的放射性同位素髮生衰變所產生的地熱能可把表面溫度上升至水的熔點,因此有認為該等行星或有海洋存在。他們也認為該類行星的地質活動可持續極長的時間,通過地質活動產生磁層抵禦外來輻射,以及海底火山活動,能為行星的生命提供能量,所以其上是有可能有生命的。但要偵測該類行星的存在可謂十分困難,因相對於宇宙背景輻射,它們所釋出的微波會顯得極弱。
同時,氣態星際行星周圍也有可能有像木星般龐大的衛星系統。在其衛星群與星際行星的潮汐作用下可保有熱力,所以可能存在生物。衛星上也有可能存在靠分解衛星上的物質獲得能量的微生物。

發現


2011年天文物理重力微透鏡觀測和光學重力透鏡實驗團隊利用重力微透鏡觀測法在銀河系中心發現了數個星際行星,並推測銀河系內木星大小的星際行星數量將近有主序星數量的兩倍。
2012年11月14日,加拿大蒙特利爾的科學家們發現了一顆星際行星。這顆星球暫時被命名為CFBDSIR2149,體積為木星的7倍。它的年齡大約在5000萬到1.2億年之間,溫度在400攝氏度左右。它是劍魚座AB移動星群的組成部分。該星群由約30顆年輕的恆星組成。
玫瑰星雲,一個距離地球約4600光年,位於麒麟座的巨型塵埃氣體雲團,觀測顯示其中包含有數以百計的小型圓球狀團塊。行星或褐矮星可能可以從這些小型團塊中形成。天文學家們的觀測還發現,這些小型的塵埃團正從玫瑰星雲快速離開,速度達到每小時8萬公里左右,研究人員認為光是在我們銀河系中就存在有超過2000億顆這樣的行星體。主流科學界還一直認為這些星際行星都是形成於恆星周圍,後來由於某種機制而被“踢”出了行星系而流落空間,而一項最新研究對這一看法提出了質疑。

數量


為了搜尋這些流浪者,天文學家們將望遠鏡指向圍繞銀河系核心的一片區域,稱為“銀河核球”。利用引力微透鏡效應,科學家們首次成功地找到10顆木星質量的星際行星。隨後,科學家們根據探測效率,微透鏡事件發生概率,以及恆星和行星發生微透鏡事件的幾率對銀河系中這樣的流浪行星總數進行了估算。他們得到的最終結果是大約4000億顆。這一數字遠遠超過銀河系中主序星的數量,幾乎相當於銀河系中全部恆星數量的兩倍。

氣態行星


PSO J318.5-22
星際行星PSO J318.5-22
星際行星PSO J318.5-22
科技日報訊據美國《大眾科學》網站稱,一組國際天文學家團隊日前發現了一顆非常奇怪的年輕行星,其並沒有圍繞任何恆星運行,但卻“表現”的與一般正圍繞恆星運轉的行星相同。該星的發現極不容易,但卻能證實科學家長期以來的某部分猜想。而其距離地球僅有大約80光年,各種條件尤其利於開展探測工作,因此將幫助人們極大的推進對木星等氣態巨行星形成初期性質的了解研究。
新發現的這顆正“自由行動”的行星,就屬於氣態流浪行星,編號為PSO J318.5-22。該星原本寒冷而黯淡,比金星的可見光波段亮度都要低大約1000億倍。但是位於夏威夷毛伊島上的Pan-STARRS1廣域巡天望遠鏡,仍然藉助對其暗弱而具特徵性的光譜信號的觀測識別出了它的蹤跡。據該研究合作者、夏威夷大學天文研究所的艾格文·麥格尼爾描述稱,從望遠鏡採集的數據里分析搜尋到這樣一種罕見天體的工作非常不易,好比是在茅草堆里尋找一枚針一樣。
這顆行星與地球之間的真實距離為80光年,其質量僅相當於木星的6倍左右,年齡據估算僅有大約1200萬年,屬於新生級別。
即將發表在《天體物理學快報》上的一篇論文將詳細講述該發現的有關內容。論文第一作者、同樣來自夏威夷大學天文研究所的邁克爾·劉表示,在此之前人們還從未見過如此在太空自由自在飛行的天體——它明明就擁有那些圍繞恆星運行的年輕行星的全部特徵,但其又確確實實是宇宙中一位流浪漢。科學家曾經一直想知道這樣的天體是否真實存在,而這一點被證實了。
該“流浪行星”很可能會是迄今已知自由運動的質量最小的天體,但“五臟俱全”的擁有了與其他系外行星幾乎完全相似的質量、顏色及能量特徵,更妙的是其周圍沒有恆星的干擾,因此直接成像會容易很多。而在過去的十年內,科學家發現的大量系外行星中,礙於各種制約條件,只有極少數情況下才可以對行星進行直接成像觀測。

發現過程

PSO J318.5-22行星,是在科學家們開展對一類失敗的恆星,即褐矮星的搜尋工作時被發現的。藉助對其暗弱而具特徵性的光譜信號的觀測,位於夏威夷毛伊島上的Pan-STARRS 1 (PS1)望遠鏡識別出了這一天體。隨後利用同樣位於夏威夷群島的其它望遠鏡開展的後續觀測顯示,這顆行星擁有與那些圍繞年輕恆星運行的氣態巨行星相似的特徵。
夏威夷大學天文研究所一直在對來自PS1望遠鏡收集的數據進行分析。PS1望遠鏡每天晚上都會對整片天空進行一次掃描,其探測器的敏感度足以感知暗弱的褐矮星發出的熱信號。
研究小組隨後利用設在夏威夷莫納克亞山頂的其它大型望遠鏡設備對PS1望遠鏡的發現進行了後續觀測。美國宇航局紅外望遠鏡設備以及北雙子望遠鏡拍攝獲取了目標的紅外光譜數據,根據其紅外光譜特徵判斷,PSO J318.5-22行星並非一顆褐矮星,它是一顆年輕的,小質量的天體。
加拿大-法國-夏威夷望遠鏡,研究組對PSO J318.5-22在天空中的位置進行了長達兩年的跟蹤,通過在此期間獲得的數據,研究組確定了其與地球之間的真實距離。通過這一距離數值(80光年),加上考慮其在空間的移動特徵,研究組得到結論:PSO J318.5-22屬於一個名為“繪架座B”的移動星群,這個星群大致是在1200萬年前形成的。事實上其中最主要的一顆恆星——繪架座B本身就擁有一顆年輕的氣態巨行星正圍繞其運行。PSO J318.5-22的質量比那顆圍繞繪架座B運行的恆星還要小,很有可能是經由某種不同的機制形成的。

特點

PSO J318.5-22行星,沒有圍繞任何恆星運行,因此對其開展研究工作也就要容易得多。它將有望幫助我們大大推進對那些氣態巨行星,如木星,在其形成初期性質的研究工作。PSO J318.5-22行星還顯得有些特別,因為它比那些最紅的褐矮星還要紅。