最孤獨的星體,遊牧行星,它們如何運行?

宇宙中的吟遊詩人，走近遊牧行星，揭開神秘面紗。

想想你曾看過的所有宇宙電影，然後想像角色最慘的死法（忘記幼年外星人從人的胸腔中破殼而出的樣子吧…）好吧，第二慘的死法當然就是被拋棄在母艦之外，孤苦伶仃地流浪在宇宙空間裡，無法控制自己的方向和命運（雖然死亡很快就會來臨）。

藝術形式演繹的遊走於宇宙介質中的遊牧星球的樣子。這顆星球的圖像被刻意模糊，來表現對其是否具有大氣層的不確定。

現在，想像一下，宇宙空間裡有數百萬的行星，脫離了他們的「母艦」，流浪在宇宙中，這些行星被稱作「遊牧星球」（或者流浪行星、星際行星、孤兒行星）。天文學家和科幻愛好者已經熱衷於他們的存在很久了。

這些星球可能是被逐出了自己的軌道，或者誕生於星際雲的碰撞，「漂流」在恆星星系的網絡之間。無論是哪種情況，它們的結局都是在銀河系裡寂寞地漫遊，地球有沒有可能變成這樣呢？會不會有一個行星衝入銀河系，打亂地球的軌道呢？遊牧星球的發現促使人們重新對一些概念進行再研究，從行星如何組成，到它們如何保持軌道，等等。

與此同時，這些漫遊者使我們認識到，在行星的維度上，我們並不孤獨，實際上，除了系外行星，我們還有很多很多的夥伴，畢竟據卡弗裡量子天體物理與宇宙研究所的路易斯·斯垂加裡博士的估計，遊牧星球的數量是以千萬億計的。

鑑於這是一個比較新的概念，學界花了大量的精力研究不被恆星引力捕捉的行星，在這篇文章裡，我們將會探索漫遊行星如何形成，如何淪為遊蕩狀態，它們將去往何方，以及是否可以承載生命。

關於流浪行星我們仍有許多未知的領域，但也正是這令我們對於流浪行星如此狂熱。

遊牧星球的可怕之處！

這張來自美國國家航空航天局的圖片展示了黑洞的微重力透鏡原理。除此之外，數量夠多的一簇星系也可以起到放大光的作用。，照片來自美國國家航空航天局

絕大多數人是在2011年年中日本大阪大學的天文學家角隆弘教授的研究中了解到遊牧星球的。角隆教授的實驗團隊使用了「微重力透鏡」的方法。在光源（遙遠天體）和觀測地（地球）之間如果有其他天體穿過，引力場會相應發生改變，來自光源的光線會被折射、放大，從而使地球上的觀測者能夠更清楚地觀測到遙遠天體，這就是「微重力透鏡」，通常被用於觀測遙遠的河外行星。角隆教授和他的同僚們觀測了10個跟木星質量相近，且無固定軌道的行星（數據來源：角隆弘），這一則新聞立即在所有天文迷的社交媒體上引爆了新一輪潮流。

正如我們所說的，這一理論指出這些慢慢遊蕩的星球可能出身於與恆星誕生的地方相同的星雲，由氣體和塵埃組成，或者是被太陽系從軌道中彈了出去。

在相關說明中，太陽系可以吸引附近的遊牧行星到廣闊的軌道中，所以完全有可能我們的太陽系曾經擁有比我們已知的星球多得多的天體，或許正是因為「礙事」行星的脫落，地球才能找到這樣一個被神選中的位置。

至於地球是否有可能被「亂來」的遊牧行星撞擊，確實有很小的可能性發生這種事，但是我們的銀河系其實相對來說非常小而擁擠，擠滿了小行星，那才是我們更應該擔心的事情。我們被彗星擊中或小行星碰撞的可能性要大得多，而這在宏大的宇宙中也是小如牛毛的一件事。（數據來源：穆舍爾）

角隆最初的研究給出了估計的結果，銀河系的每一個恆星都可能擁有著2-3個遊牧行星，另一個由史丹福大學卡弗裡學院今年的進行的研究對這一結果進行了重新估計，指出在我們的銀河中，可能有著多達100000個遊牧行星。

這個估計結果的關鍵詞是「可能」，卡弗裡的估計是基於以下因素推測的（數據來源：弗裡伯格）

已知的銀河系的重力擺動

形成遊牧星球所需的物質儲備

構成遊牧星球的物質分布的方式，可以小如冥王星，也可以大如木星。

如果估計無誤，這個理論指向了另一個問題：行星是如何組成的，遊牧行星在我們的銀河系中扮演著怎樣的角色。現在，讓我們看一下我們目前掌握的知識，並探尋它的可能性。

遊牧行星從何而來？

這幅唯美的藝術作品展示了黑暗宇宙中一顆脫離恆星星系漂流的行星。2011年太空人們解開了10個這樣孤獨星球的面紗，它們都是被恆星星系甩離出來的行星。圖片來自美國宇航局 JPL-CAL科技

讓我們先來說一些關於正常行星的背景知識。目前多數關於遊牧行星的知識來自於我們對於我們的太陽系和銀河系中的其他小星系的已有認知。我們知道，星系的大小和組成多種多樣，角隆發現的第一顆遊牧行星的大小與木星相仿，所以不能說小行星更容易「流浪」。質量小的行星可能更容易被星系「放逐」，而質量巨大的行星可能生來孤獨，這個說法來自恆星構成的星團的誕生。

所謂「放逐」其實指的是遊牧行星受到各種來源的引力作用，從其他的恆星到鄰近的行星，都對其有引力的作用。為了舉證，科學家們觀察了在其他星系中規模與木星相仿，距該星系中的恆星與水星金星距離太陽的遠近相似，且保持著自我軌道的行星們。想像一下我們的木星慢慢地縮短它的軌道，逐漸靠近太陽。木星的質量比地球要大出至少300倍，釋放出強力的引力場。

隨著大如木星的行星向內運動，它強力的引力場會擾亂許多其他行星、衛星、矮行星的軌道，會捕捉住小型的行星，並將它們向自己拉過來。這種斷斷續續的拖拉會將小型行星帶離原本的軌道，當它們的軌道改變，它們也許就會脫離原本的星系，漂向虛空。這很像我們利用行星或者衛星的引力彈弓作用將太空探測器發射到更遙遠的宇宙，只不過在這裡被「發射」出去的是一個行星，而不是一個飛行器。這只是行星被「扔出」星系的一種可能性。

另一種說法認為，如果星系中的恆星變成了超新星，行星就有可能被甩出星系。當然，一些行星也可能在強力的超新星爆發中直接灰飛煙滅，但是軌道在更外圍的行星們可能就會免於毀滅，但是被推出星系。

一旦身處恆星星系以外，遊牧行星可能會受到各種引力的影響。電腦模型顯示，如果一個行星在星團的早期時期被拋棄，它會更可能被拉入廣袤的宇宙，鬆散地繞著鄰近的恆星運行，而恆星越大，就越有可能重新攫住遊牧行星，給它一個新家。模型還顯示，遊牧行星有很高的可能性被黑洞吞噬。（來源：佩雷斯）

當然也有其他的可能性，比如說行星本身的軌道非常大，在銀河系裡進行著長周期的環遊，這意味著它仍在銀河舞臺上，與眾同行，只是沒有在一個小團體內部環行。最終很有可能會產生這樣的結果：兩個遊牧行星相遇，組成了雙星系統。兩顆孤獨的行星，浪漫地彼此繞行在寂寥的宇宙空間中，是不是突然之間遊牧行星聽起來沒有那麼孤獨了呢?

遊牧行星上是什麼樣子的？

在沒有詳細研究遊牧行星之前，我們無法確定遊牧行星上面到底是何種境況，但基於我們觀察到的太陽系內外的行星、矮行星和衛星的數據，我們可以做出一些假設。讓我們試著揭開遊牧行星的神秘面紗吧。

遊牧行星上有晝夜之分嗎？沒有。這一點我們可以肯定，我們的白晝和夜晚是基於我們與太陽的相對位置而產生的，沒有了緊鄰的恆星，行星上是不會有晝夜的差別的。話都這麼說了，那麼光合作用也可以從名單裡排除掉了。

遊牧行星能夠擁有大氣層嗎？是的，遊牧行星完全有可能擁有大氣層。一個星球要想擁有大氣層，首先要有足夠大的質量來吸引、固定住氣體，並且溫度要足夠低，防止氣體分解逃逸。反觀我們的太陽系，就算是小小的冥王星也擁有著一層大氣，所以遊牧星球當然可能擁有大氣，但並不代表遊牧星球的大氣可以像地球的大氣層一樣支持人類呼吸。

遊牧星球擁有怎樣的氣候？對於大多數遊牧星球，我們要想造訪那裡需要帶著厚厚的外套。地表的大多數熱量來自太陽光照射，沒有太陽，一切都會迅速地變得冰冷。但這並不意味著所有的遊牧行星都是冰寒的不毛之地，地表之下的熱量大多來自地核、地幔的輻射、摩擦力和壓力，儘管它們的地表或許是冰冷的，但有些遊牧行星可能會自己產生可以支持生命的熱量，如果它還擁有著一個大氣層防止熱量逸散的話， 那麼它的地表也有可能是溫暖的。（來源：弗裡伯格）

遊牧行星上有水嗎?遊牧行星上存在水，或者是冰是非常有可能的。運用無人機器人和衛星，科學家們已經探測到了火星上曾經有水存在的痕跡。在太陽系的更遠處，木衛二的地表也被探測到了有冰存在的痕跡，覆蓋著一片汪洋大海。如果我們在太陽系中的其他行星或者衛星上發現了水存在的痕跡，那麼遊牧行星上有水存在的可能性是非常高的。據統計每個恆星周圍都有著多達100000個遊牧行星，在如此大的基數上，可能性更是大大增加了。

遊牧行星上有生命存在嗎？

遊牧行星在人類未來更廣闊的宇宙冒險中將會扮演十分重要的角色。

圖片來源：美國國家航空航天局

生命…這是個顛覆性的提問。我們的星際空間真的富有生命嗎?可能吧。從我們目前對其他星球的了解來看，我們推測所有的遊牧行星都有某種共性。就已有的觀察來看，我們所認知的絕大多數星球無法支持生命的存在。但是數學法則預示著當基數是銀河系這樣廣袤的宇宙空間時，生命是有可能存在某個角落的，我們的存在就是最好的證據。

就算是「十萬遊牧行星」理論背後科學團隊的領導者路易斯·斯特裡加裡也對斯坦福新聞這樣說：「可能某一個遊牧行星質量大到擁有足夠厚的大氣層，它就能夠截留住足夠多的熱量，支持微生物層級的生命生存。」在這樣的例子中，這類罕見的行星可能成為茫茫宇宙中生命的庇護所，在極端嚴酷的宇宙環境中為生命撐起一片溫馨的港灣。

同樣的，一些遊牧行星上可能殘留著一些原本星系中智慧生物的遺蹟，比如說建築物、街區……鑑於它可能會遭遇許許多多小行星和太空碎屑，這些物質有可能逸散到宇宙各處。

最後，未來人類生存在遊牧星球上的可能性是很大的。比鄰星是距離太陽最近的恆星，距離地球大概4.22光年，遊牧星球可以在漫長的路途中作為中間的太空驛站，一旦我們脫離太陽系，我們就可以將宜居的遊牧行星作為跳板，實現遙遠距離的星際旅行。有這麼多的行星，我們不用走完恆星之間的全程路途，太陽與系外恆星之間的黑暗空間突然間充滿了潛力，和迷人的未解之謎。

FY: Ayue

作者:ERIC SEEGER

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