天文学家首次同时测量了流浪行星的质量和距离
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尽管我们所熟知的大多数行星都沿着可预测的轨道相对靠近其主星运行，但有些行星似乎被撞出了轨道，在太空中漂浮，不受任何特定引力的束缚。天文学家将这些孤独的行星称为“自由漂浮”或“流浪”行星。
最近，一颗新的流浪行星被发现，与之前发现的流浪行星不同，天文学家能够计算出这颗行星的质量和它与地球的距离。发表在《科学》杂志上的一项新研究描述了地面和太空望远镜的一些幸运观测如何使这些计算成为可能。
流浪行星的问题
寻找其他系外行星的方法在很大程度上依赖于其宿主恒星。例如，许多行星是通过凌日法发现的，即行星在经过宿主恒星前方时，会周期性地使宿主恒星的光线变暗，从而被探测到。另一种方法则是通过探测宿主恒星因轨道行星的引力而产生的轻微摆动来发现行星。当然，如果没有宿主恒星，这些方法就无法用来寻找行星。此外，行星并不像恒星那样自行发光，因此实际上它们是不可见的。
天基微透镜视差效应的示意图。来源：《科学》（2026年）
DOI: 10.1126/science.adv9266
天文学家能够探测到流浪行星的唯一途径是通过微引力透镜事件，这是由某个天体对背景光的轻微引力作用引起的。当来自遥远恒星的光线突然在观测者（地球上的望远镜）面前被放大时，就会发生这种情况，就好像在它前面放置了一个透镜。光线的放大让天文学家知道有物体从遥远恒星前面经过。
从理论上讲，通过分析光线被弯曲并因此被放大的程度，微引力透镜可以计算出从恒星前方经过的物体的质量。但是，由于不知道物体的距离，天文学家会遇到所谓的“质量-距离简并”问题，这意味着他们无法确定物体的质量，因为相同的光线变化曲线可能由不同质量和距离的组合产生。因此，在不知道这些属性之一的情况下，他们也无法确定另一个属性，只能得出估计值。
偶然的几何形状
这颗特殊的“流浪行星”的微引力透镜效应被地球上的多台望远镜以及太空望远镜盖亚（Gaia）观测到。在探测到该行星后，两个不同的团队分别为其命名，因此产生了两个名称：KMT-2024-BLG-0792 and OGLE-2024-BLG-0516.
得益于此次事件发生的时间，盖亚（Gaia）处于一个绝佳的位置，能够进行测量以计算该行星的距离。通过从两个不同点进行观测，并结合光信号时间上的微小差异，研究团队计算出了微引力透镜的视差，并确定了距离。
“偶然的是，KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516微引力透镜事件几乎垂直于盖亚（Gaia）的进动轴方向。这种罕见的几何结构使得该事件在接近最大放大率的16小时内被盖亚观测了六次，”该研究的作者写道。
根据他们的数据，他们确定这颗行星的质量约为木星的22%，略低于土星的质量。他们计算出这颗行星距离地球约3,000秒差距（或略低于10,000光年）。光谱分析还发现，它经过的恒星是一颗红巨星。
“爱因斯坦沙漠”与流浪行星的起源
之前发现的“流浪行星”大多被认为质量低于木星，研究人员表示，这表明它们是在原行星盘中形成的行星，后来被抛出。也有更大的天体被发现自由漂浮在太空中，但这些天体很可能是褐矮星——一种质量太大而不能成为行星，但质量又不足以成为恒星的“失败恒星”。
以往的微引力透镜事件在其径向分布上呈现出一段空白，这一空白被称为“爱因斯坦沙漠”，众所周知，它用于区分行星和褐矮星。研究团队表示，这一空白是有道理的，因为质量更大的行星因动力学过程而被弹射的可能性更小。
该研究的作者写道：“尽管之前自由漂浮行星（FFP）事件的质量并未直接测量，但统计估计表明，它们主要是质量低于海王星的天体，要么已经失去引力束缚，要么处于非常宽的轨道上。”
“此类天体可能是在其诞生行星系统内通过强烈的引力相互作用而形成的。我们得出结论，剧烈的动力学过程塑造了行星质量天体的人口统计学特征，包括那些仍与其宿主恒星保持束缚的天体，以及那些被驱逐而成为自由漂浮天体的天体。”
BY：phys
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://phys.org/news/2026-01-astronomers-mass-distance-rogue-planet.html
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