搜尋宇宙中的流浪行星

◎本報記者 劉園園

在智利首都聖地亞哥北部約600公里的託洛洛山山頂，4米口徑的布蘭科望遠鏡凝視着南半球的星空。遠在地球另一面的西湖大學，研究人員正通過網絡即時操控着這台望遠鏡。

日前，西湖大學天文學團隊開啓了對流浪行星的探測計劃。這個項目簡稱DREAMS巡夢計劃，由西湖大學理學院博士後楊弘靖和哈佛-史密松森天體物理中心博士後臧偉呈共同領導。

目前，DREAMS巡夢計劃已被美國國家光學-紅外天文研究實驗室正式批准為一個為期3年的巡天計劃，在2025年至2028年間共獲分配56個夜晚的望遠鏡觀測時間。

未來有望發現超100顆流浪行星

在科幻電影《流浪地球》裏，太陽系即將毀滅，人類試圖開啓“流浪地球計劃”，帶着地球逃離太陽系，尋找新的家園。

“實際上，在銀河深處，就存在着這樣的流浪行星。它們脱離了恆星的引力束縛，獨自漂流。”楊弘靖解釋説，流浪行星和普通行星一樣，同樣產生於行星系統的發育過程，只不過它們在行星系統劇烈動盪期間被拋了出去，成了“流浪者”。

在楊弘靖看來，自由漂浮的流浪行星是銀河系中最神秘的天體族羣之一。它們可能是行星系統劇烈演化的遺蹟，研究它們的質量分佈，將幫助天文學家揭示行星系統的形成與演化過程。

為什麼要在南半球觀測？楊弘靖介紹，因為只有在南半球，才能以更好的角度觀測銀河系的中心區域。銀河系的恆星數量估計在1000億到4000億顆之間。每一個行星系都有可能產生流浪行星，它們形成了龐大的流浪行星“家族”。

據介紹，他們未來有望發現超過100顆流浪行星，其中包括與火星甚至月球質量級別相近的行星。

捕捉“三點一線”的邂逅

微引力透鏡技術是DREAMS巡夢計劃尋找流浪行星的主要手段。這是一種通過天體引力對背景恆星光線的彎曲會聚來間接探測行星的方法。

“根據愛因斯坦的廣義相對論，時間和空間相互關聯，並且會因為物質和能量而發生彎曲，而光線傳播在彎曲的時空中也會發生偏轉。”楊弘靖説，這意味着流浪行星的引力場可以像透鏡一樣匯聚光線，在天文望遠鏡裏產生一個突然增強的閃光信號。其前提是，在地球的觀察者、遙遠的恆星、流浪的行星，恰好處在“三點一線”上。

流浪行星的引力透鏡效應很微弱，因此叫微引力透鏡。而且，“三點一線”的概率微乎其微。但天文望遠鏡能同時觀測上億顆恆星的光線變化，這種浩大的宇宙尺度，讓尋找“流浪者”變為可能。

楊弘靖介紹，天文望遠鏡要捕捉那些突然和恆星“重疊”的流浪行星。這些流浪行星不僅無法遮擋恆星的光芒，相反，它們會在數小時內短暫地增強光的信號，在儀器上留下一個凸起的信號曲線。這次信號捕捉將會是這顆流浪行星與人類幾乎唯一的邂逅。

臧偉呈表示，除了發現流浪行星，項目組還將測量寬軌道行星的發生率，以及向整個天文界發佈上億顆恆星的光變曲線，推動白矮星、小行星和變星等多個天文學領域的科學研究。（科技日報北京7月9日電）