80光年外發現奇特流浪行星：不圍繞恆星運行

Pan-STARRS1望遠鏡獲取的流浪行星PSO J318.5-22多彩色圖像。這顆行星非常寒冷闇弱，比金星的可見光波段亮度低大約1000億倍。其大部分能量輻射集中在紅外波段。這張圖像邊長覆蓋大約125角秒

據物理學家組織網站報道，一個國際天文學家小組近期發現了一顆奇特的年輕恆星，它並沒有圍繞任何恆星運行。這顆自由運動的行星編號為PSO J318.5-22，距離地球僅有大約80光年，質量也僅相當於木星的6倍左右。其年齡據估計僅有大約1200萬年，對於一顆行星來説這是非常年輕的。

藉助對其闇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羣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。然而儘管如此，PSO J318.5-22卻並沒有圍繞任何一顆恆星運行。

夏威夷大學天文研究所的邁克爾·劉博士是這項研究的第一作者，他表示：“在此之前我們還從未見過如此在太空自由飛行的天體——它擁有那些圍繞恆星運行的年輕行星的全部特徵，但卻遊蕩於宇宙之中。我曾經一直想知道這樣的天體是否真實存在，而現在我們知道它們的確存在。”

在過去的十年時間內，人們以驚人的高效發現大量系外行星體，藉助如掩星觀測和引力攝動等一些間接手段，科學家們迄今已經找到大約1000顆系外行星。然而其中僅有很小的一部分被開展了直接成像觀測研究，所有這些行星無一例外都是圍繞年輕恆星(年齡小於2億年)運行的。PSO J318.5-22是迄今已知自由運行的質量最小的天體之一，或許是其中質量最小的一個。但它最為引人矚目的一點還在於它所具有的，與那些被開展直接成像觀測的系外行星體幾乎完全相似的質量，顏色以及能量特徵。

德國馬普研究所的納爾·迪肯(Niall Deacon)是這項研究工作的合作者，他説：“那些藉助直接成像手段發現的行星，在開展研究工作時都極為困難，因為它們距離恆星太近了。而PSO J318.5-22不同，它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。因此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。由於其相對較低的温度，褐矮星顯得非常暗淡，也因此一般顯出紅色的顏色。為了克服這些困難，劉博士和同事們一直在對來自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闇弱的褐矮星發出的熱信號。在檢測結果中，PSO J318.5-22顯得有些特別，因為它顏色更紅，甚至比那些最紅的褐矮星還要紅。

艾格文·麥格尼爾(Eugene Magnier)博士同樣來自夏威夷大學天文研究所，同時也是這項研究工作的合作者。他説：“我們常常會將搜尋一種罕見天體的工作比作是在稻草堆裏尋找一枚繡花針，那麼我們就是在世界上最大的稻草堆裏開展這樣的搜尋，那就是PS1望遠鏡採集的數據。”

麥格尼爾博士領導了PS1的數據分析團隊，其每天晚上大約會產生相當於6萬張iphone拍攝照片的數據量。到目前為止，其數據庫中積累的數據量已經超過4000TB，超過了人類歷史上所拍攝過的所有電影，所所出版過的所有圖書，所發行過的所有音樂專輯經過數字化之後的數據量。

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並非一顆褐矮星，最好的解釋是，這是一顆年輕的，小質量的天體。

通過藉助設在夏威夷的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡(CFHT)，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”的移動星羣，這個星羣大致是在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。(晨風)