鬼星：天文学家刚刚捕捉到一个在黑暗中徘徊、没有太阳的世界
鬼星：天文学家刚刚捕捉到一个在黑暗中徘徊、没有太阳的世界。图片来源：uux.cn/Gemini
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：在宇宙浩瀚的建筑中，大多数行星都是例行公事的生物。它们以可靠的规律绕行恒星，受引力束缚，借来的光照亮。然而，有些世界的生活截然不同。他们独自漫步于星际空间，无拘无束，寂静而黑暗。天文学家称它们为自由漂浮或流浪行星，直到最近，它们还是宇宙中最难以捉摸的天体之一。
一项新发现以一种安静却深刻的方式改变了这一局面。天文学家已经发现了一颗流浪行星，其质量和距离地球的距离可以直接测量，这对于一个不发光且没有恒星伴随的天体来说是罕见的成就。这一发现发表在《科学》杂志上的一项研究中，并非源于单一的计划观测，而是望远镜、时间和几何形状的幸运对齐，使得看不见的物体短暂地变得可测量。
为什么流浪星球几乎从不现身
寻找行星通常意味着观察它的恒星。天文学家已经熟练地解读行星在宿主光线上留下的微妙信号。当行星经过恒星前方时，恒星的光会略微变暗且有节奏地变暗。当行星在引力作用下拉扯其恒星时，恒星会轻微摇晃。这些技术揭示了成千上万颗系外行星，但它们都依赖于同一个关键因素：可见恒星。
流浪星球则没有这种便利。没有宿主恒星，它们无法引发凌日或摇摆。它们也不会单独闪耀。与恒星相比，行星寒冷且暗淡，在太空的黑暗中几乎看不见。在大多数情况下，漂浮于恒星之间的流浪行星是无法被探测的。
天文学家找到的唯一可靠方法来探测这些孤立天体，是通过一种被称为微透镜现象的现象。这种效应不依赖行星的光，而依赖于其引力。当一个大质量物体经过远处背景恒星前方时，其引力会折射恒星的光线，使得地球上的观测者短暂地显得更亮。光的表现就像宇宙透镜穿过它，短暂放大恒星后效应消退。
微透镜事件短暂且罕见，但它们提供了独特的机会。原则上，光的放大方式包含了进行透镜物体质量的信息。然而，在实际作中存在一个重大障碍。
质量与距离之谜
天文学家在解读微透镜事件时面临的挑战被称为质量-距离简并。微透镜光变曲线的形状可以由质量和距离的不同组合产生。一个较近、较轻的天体可以以一种看起来与更远重物体极为相似的方式折弯光线。由于不知道透镜天体的距离有多远，天文学家无法确定其质量。
因此，大多数先前探测到的流浪行星都存在巨大的不确定性。研究人员可以估算一个天体的质量大致是行星级还是更可能是棕矮星，但确切数值仍难以确定。这些行星的孤独性似乎注定了它们永远模糊不清的状态。
然后，在一个短暂的事件中，宇宙的几何结构介入了。
完美契合的瞬间
这颗新发现的流浪行星的微透镜信号最早被地球上的多台望远镜发现。此外，它也被盖亚望远镜（Gaia）独立观测，该望远镜轨道运行于地球表面。由于两个研究团队探测并分析了该事件，该行星被命名为KMT-2024-BLG-0792和OGLE-2024-BLG-0516。
这次活动的独特之处不仅在于望远镜数量，更在于它们的位置。从空间中不同位置观测同一微透镜事件，使天文学家能够探测到时间和亮度上的细微差异。这些差异可用于计算微透镜视差，从而揭示透镜物体的距离。
这次，盖亚恰好在正确的时间出现在正确的地点。
“巧合的是，KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516微透镜事件几乎垂直于盖亚进动轴方向。研究作者写道，这种罕见的几何结构使得盖亚在16小时内观测该事件六次，起始接近峰值放大率。
这六项观测分布在事件的关键时刻，提供了足够的信息来打破质量与距离的简并。这一次，数字终于能稳定下来。
孤独的世界成形
随着距离的测量，研究人员可以直接确定这颗行星的质量。结果揭示了一个庞大但并不庞大的世界。该行星的质量约为木星的22%，仅略低于土星。
它与地球的距离同样引人注目。这颗行星位于银河系深处，距离约3000秒差距，也就是不到10000光年。在微透镜事件中，它经过一颗红巨星前方，红巨星的光芒短暂暴露了这颗原本未被看见的行星的存在。
短暂的瞬间，一个孤独的物体在星际空间中游荡，跨越数千光年。随后，像微透镜事件一样，信号逐渐消失，星球再次陷入黑暗。
被称为爱因斯坦沙漠的神秘鸿沟
这一发现不仅因为测量结果而重要，还因为行星在更广泛格局中的落差。以往的微透镜调查暗示了自由漂浮天体分布存在空白，这一区域被称为爱因斯坦沙漠。这一差距似乎区分了典型行星与棕矮星，后者质量过大而不可能是行星，但又不足以点燃为恒星。
大多数先前被确认的流浪行星被认为质量低于木星。研究人员将此解读为这些行星形成于恒星周围的原行星盘，后来通过引力相互作用被抛射出的证据。相比之下，质量更大的天体不太可能被抛出行星系统，更可能孤立形成棕矮星。
新测量的行星位于临界边界附近。其质量对于行星来说很大，但明显低于预期的棕矮星分布范围。它的存在，自由漂浮于空间中，为一个此前主要通过统计推断定义的区域提供了具体数据点。
行星诞生地的暴力
研究作者将这一发现置于一个关于行星系统如何演化甚至有时解体的更大叙事中。他们指出早期微透镜事件缺乏直接质量测量，但统计分析表明大多数自由漂浮行星体积相对较小。
“尽管之前的自由漂浮行星（FFP）事件没有直接测量的质量，但统计估计显示它们主要是亚海王星质量的天体，要么不受引力束缚，要么轨道非常宽。
“这些天体可以通过其出生行星系统内强烈的引力相互作用产生。我们得出结论，剧烈的动力过程塑造了行星质量天体的人口结构，无论是那些仍与宿主恒星相连的天体，还是那些被驱逐出来自由漂浮的天体。”
在这种观点中，流浪行星不是宇宙偶然，而是动荡的幸存者。它们是与其他世界并存形成，最终被引力混沌驱逐出去的世界。这颗新测量的行星质量表明，即使是相对较大的行星，在适当条件下也可能被驱逐，尽管此类事件可能较为罕见。
为什么这一发现重要
这项研究之所以重要，是因为它将抽象群体转化为具体世界。流浪行星长期以来被视为统计可能性，通过短暂的光芒闪烁和不确定的模型推断出来。通过直接测量质量和距离，本研究证明这些天体可以像与恒星相连的行星一样被物理严谨地描述。
这一发现还展示了地面与太空观测结合的力量。一台望远镜，甚至地球上的一个网络，都不够用。只有从不同视角观察同一事件，天文学家才能解决长期困扰微透镜研究的歧义。
最重要的是，这一发现加深了我们对行星系统作为动态、有时具有暴力性的环境的理解。行星轨道的安静规律性可能隐藏着一段动荡的过去，在那里世界被分散和迷失。每发现并测量一个流浪星球，都为故事增添了一章，不仅揭示了行星的生活方式，也揭示了它们有时被迫独自在银河系中流浪的过程。
在遥远恒星短暂亮起时，天文学家们瞥见了一颗无家可归的行星，并由此揭示了塑造宇宙中行星命运的无形力量。
更多信息：Subo Dong 等人，《由土星质量天体引起的自由漂浮行星微透镜事件》，《科学》（2026）。DOI：10.1126/science.adv9266
加文·A·L·科尔曼，《流浪行星的两种视角》，《科学》（2026年）。DOI：10.1126/science.aed5209
