現實版流浪地球？科學家大膽推測：宇宙中可能遍布著流浪的行星

2020-09-05 姿勢分子knowledge

通常來說，我們習慣於將地球大氣層之外的區域稱作太空。顧名思義，太空的意思就是一片什麼都沒有或者說幾乎什麼都沒有的宇宙空間，屬於高度真空的狀態。長期以來，科學家也相信恆星與恆星之間的區域幾乎就是真空，什麼也沒有。

不過，俄亥俄州立大學（OSU）的天文學家Scott Gaudi對此卻不以為然。他認為，這些太空區域很可能遍布著大量的流浪行星，只不過它們過於暗淡，以至於我們目前還看不到。

一說到流浪行星，很多人可能會想到流浪地球。不過，流浪地球是科幻作品裡人類為了逃離太陽系而驅動地球的主動遷移，而這些流浪地球則是被動地流浪。和地球這樣的行星圍繞在自己的宿主恆星周圍進行公轉不同，宇宙中還有一種行星，並不歸屬於某顆恆星，而是孤獨地在宇宙空間中穿梭。

沒有人知道這些流浪行星是如何形成、為何「流浪」的。從正常的思維來考慮，這種天體有兩種形成的可能：第一種可能，就是它們原本屬於某顆恆星，但是後來由於引力的擾動被甩出系統，從此流浪；第二種可能，是它們像正常的恆星一樣由星際氣體和塵埃坍縮形成，但是由於質量不足，沒有形成恆星，也沒有屬於自己的系統。

雖然並不圍繞恆星，但這些天體的結構和組成成分和太陽系中的行星相類似，所以我們仍然稱之為行星。既然是行星，它們就不會自己發光，再加上沒有宿主恆星，所以這些流浪行星非常非常暗淡，以至於到今天我們對這種天體的了解還幾乎是0。

Gaudi說：「宇宙中可能到處都有流浪行星，而我們甚至毫無察覺。」

不過，這樣的歷史可能快要結束了，NASA正在打造的下一代觀測設備——耗資40億美元的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡將要揭開這些神秘天體的面紗，如果它們真的存在的話。南希·格雷斯·羅曼被稱為哈勃之母，是哈勃太空望遠鏡能夠發射升空的領袖，新一代望遠鏡也因此以她的名字來命名。羅曼望遠鏡將擁有比哈勃望遠鏡大100倍的視野，從而對更廣闊的宇宙進行巡查和探索。

（圖片說明：NASA官網發布的羅曼望遠鏡假想圖）

根據NASA的設想，羅曼望遠鏡將會打開一扇調查、研究那些被束縛在恆星周圍的系外行星的大門。與此同時，對於遊蕩在星際空間、隱藏在黑暗之中的流浪行星，它也有大展身手的舞臺。

俄亥俄州立大學天文學研究生Samson Johnson和他的團隊對羅曼望遠鏡的前景進行了預測，他們相信，這個即將展開的對自由漂浮的行星質量天體（FFPs）的觀測項目，將具有比現在高出至少10倍的觀測能力，這對於我們了解流浪行星來說至關重要。

Johnson說：「這為我們打開了一扇窗，從而了解這些天體的世界，在此之前我們從沒有這樣的機會。雖然現在已經有一些流浪行星被發現，但想要真正獲取到它們的圖像，我們就必須藉助於羅曼這樣的設備，這對於我們來說是一個全新的領域。」

那麼，羅曼太空望遠鏡要如何觀測這些流浪行星呢？

通常來說，科學家們研究系外行星的方法有很多，除了極少數可以直接觀測的之外，絕大部分都是通過系外行星給宿主恆星帶來的影響來間接觀測。然而這些方法都不適用於流浪行星，因為它們不圍繞任何恆星公轉。因此，留給科學家們研究這種天體的方法，就只有一個了。

愛因斯坦告訴我們：引力是可以扭曲時空的，在扭曲的時空下，原本沿直線傳播的光看起來也像扭曲了一樣。如果有一個天體遮擋住了另一個天體，那麼被遮擋天體的光線會在遮擋者的引力作用下發生彎曲，被我們觀測到，這就是愛因斯坦提出的引力透鏡效應。

一般來說，像星系這樣擁有著數千億倍太陽質量的引力源所產生的引力透鏡效應要更明顯一些，黑洞或者恆星也能產生被我們勉強觀測到的效果。理論上來說，行星質量雖然小，但也能產生這樣的效果，但是極不明顯，因此被稱作微引力透鏡效應。所以，我們就需要更精密的設備來進行觀測，這就是我們寄托在羅曼望遠鏡身上的希望。

通常我們也會通過系外行星對宿主恆星形成的微引力透鏡效應來研究它們，但是對於流浪行星來說，雖然沒有宿主恆星，它也可以將其他更遙遠的天體偏折一點微小的角度，我們可以通過這些光線的變化來尋找、研究流浪行星。不過，其他系外行星有穩定的公轉周期，所以對宿主恆星產生的微引力透鏡效應非常規律，而流浪行星在這方面則又有著新的困難。

路易斯安那州立大學的天體物理學家Matthew Penny介紹說：「流浪行星產生的微透鏡信號所持續的時間只有幾個小時到幾天，然後就會永遠消失。這就導致地球上的我們即使利用多臺望遠鏡，觀測起來仍是困難重重，而羅曼望遠鏡則打破了這個限制。」

根據計劃，羅曼太空望遠鏡將會在2025年發射升空，比詹姆斯·韋伯太空望遠鏡還要晚。而且，根據NASA在太空望遠鏡發射方面的一貫風格，恐怕它的實際升空時間也會更晚。但不管怎樣，科學家們仍然寄希望於通過它來看到第一批流浪行星。

自從上個世紀末開始到現在，科學家們已經發現了4000多顆系外行星。但是，這種沒有宿主恆星的流浪行星還是一個未知的領域，它們的特點、數量都對我們理解宇宙空間有著重要的意義。這種天體到底是特立獨行還是隨處可見、它們到底因何脫離了宿主恆星而獨自流浪，或許都要等羅曼望遠鏡給出答案了吧。

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