## 地球属于少数派。

在宇宙中流浪的星际飞船行星数量可能比围绕恒星运转的行星数量更多，而且这些流浪行星上可能存在生命。

银河系中漂泊着数量惊人的行星，它们不与任何恒星相连。

没有恒星的流浪行星在太空中游荡的艺术家印象图。

图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院

地球年复一年地绕着太阳旋转，受引力束缚于太阳。

然而，想象一下，我若告诉你地球属于少数情况，而且在星际空间独自穿梭的行星，就像星际飞船一样，其数量可能比围绕恒星运行的行星还要多。

如此奇异的世界，隐匿于永恒的黑暗之中，注定将永远在宇宙中徘徊。

作为太空旅行者，他们不会朝着某个目的地进发，而是会在这最后的边疆中无休止地巡航，很少会近距离飞过其他恒星。

然而，一些科学家推测，尽管没有太阳，这些流浪行星仍然可能在其表面孕育生命。

更多令人惊叹的外星世界

我们的银河系可能布满了流浪行星 外星生命可能会在流浪行星的卫星上出现 太阳系外围可能存在一颗类似地球的行星9

来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

行星如何失去它们的恒星

反射星云NGC1333，由詹姆斯韦布空间望远镜拍摄。

图片来源：欧洲空间局韦布、美国国家航空航天局和加拿大空间局，A.Scholz、K.Muzic、A.Langeveld、R.Jayawardhana

搜寻流浪行星是美国马里兰大学和约翰霍普金斯大学天文学家威廉德罗科的任务。

让我对流浪行星产生兴趣的是，我了解到在银河系中，每一颗恒星对应的质量介于火星和地球之间的自由漂浮行星——流浪世界，大约有20颗。

他说。

银河系中至少有1000亿颗恒星，这意味着有大量流浪行星在恒星之间的黑暗中漫游。

它们可能是银河系中数量最多的行星群体，德罗科补充道。

然而在所有行星中，它们却是最不为人知的。

这些星球是如何脱离恒星的束缚，在星际空间中漫游的呢？流浪行星分为两类，每类都有不同的起源。

詹姆斯韦布空间望远镜拍摄到的分子云OMC2。

图片来源：M.H.Özsaraç

2024年，美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）在英仙座分子云恒星形成区的NGC1333星云中发现了六颗巨大的自由漂浮行星。

这些行星的质量是木星质量的五到十倍。

在此前一年，詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）在猎户座星云中心的梯形星团中发现了多达540颗自由漂浮行星的宝藏，其中包括40对奇异的双星——它们的确切起源仍不清楚。

这类自由漂浮的行星似乎像恒星一样形成，由引力坍缩的气体团凝结而成。

它们处于恒星形成过程的低端，但德罗科对它们并不是很感兴趣。

吸引他注意力的是第二类不受束缚的行星体。

这类天体的质量与地球和火星相似，并且像恒星周围的典型行星一样形成。

然而，有某种力量能够将它们彻底抛出其母星系。

艺术家构想的一个三合星系统，主恒星有一颗行星绕其运行。

图片来源：马克史蒂文森斯托克Trek图片社

三体问题

我们知道，在行星形成的早期，它们往往不会固定在一个位置。

当它们与恒星的原行星盘相互作用并开始迁移时，会发生很多相互推挤的情况。

在它们移动的过程中，它们会相互形成引力共振——例如，一颗行星每运行两圈，内侧的一颗行星可能运行三圈。

这会给质量较小的行星一个助推力，有时这个助推力足够大，能将它踢出该星系。

这是三体问题——是物理学上的那个，不是那本书德罗科说。

在这种情况下，这三个天体将是正在迁移的大质量行星、质量较小的内侧行星以及它们共同环绕的恒星。

然而，行星系统并非仅仅由三个天体组成。

三体引力系统是混沌的，德罗科说。

一般来说，当你失去一样东西时，另外两样会变得更紧密地联系在一起。

现在想象一个百万体系统——那可真是相当混乱啊你最终会失去很多东西。

一幅展示一颗流浪行星在太空中穿行的艺术家插画。

图片来源：NASAJPL加州理工学院R.Hurt（加州理工学院IPAC）

德罗科关注被抛出行星的质量范围，因为在这个范围里隐藏着有关行星系统如何形成的线索。

大多数流浪行星在其形成初期就被抛射出去了，德罗科说。

它们保留了其系统的质量分布，这留下了行星形成早期阶段发生的这些极为复杂的动力学过程的痕迹。

这很重要，因为它也能让我们了解那些留存下来的行星。

流浪行星的数量可以告诉我们，特定质量的行星通常会在恒星周围形成多少颗，这因此为行星如何形成以及它们为何具有这样的质量提供了线索。

展示如何利用微引力透镜来发现围绕遥远恒星运行的行星的示意图。

图片来源：欧洲航天局

行星放大镜

然而，寻找流浪行星并不容易。

发现系外行星的主要方法——行星从其母恒星前方过境以及围绕恒星运行的行星所导致的恒星径向速度摆动——并不适用。

相反，我们必须观察并等待流浪行星和恒星之间形成引力微透镜的偶然排列。

引力透镜效应是由阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论所预言的，该理论描述了质量如何使空间发生弯曲，这种弯曲表现为引力。

天文学家将大质量星系团用作宇宙引力透镜，但在更小的尺度上，即使是单个恒星和行星也能引起一定程度的引力微透镜效应。

南希格蕾丝罗曼太空望远镜将利用微引力透镜效应来搜寻系外行星。

图片来源：美国国家航空航天局

像新西兰约翰山大学天文台的天体物理学微引力透镜观测项目（MOA）这样的项目会监测微引力透镜事件。

当一个不可见的前景天体与一颗背景恒星完美对齐时，就会发生这种现象，此时前景天体暂时使恒星的光线发生引力透镜效应并使其变亮，然后不再对齐。

有时，引力透镜天体是一颗流浪行星。

由日本大阪大学的TakahiroSumi带领的团队利用微引力透镜观测（MOA）项目的统计数据预测，每颗恒星对应着20颗岩石质流浪行星和2颗流浪的木星质量气态巨行星。

美国国家航空航天局（NASA）的南希格雷斯罗曼太空望远镜计划于2026年发射，它将开展银河系核球时域巡天观测。

这有望成为有史以来最灵敏的微引力透镜巡天观测，将改变对流浪行星的搜寻方式。

德罗科说：罗曼号的探测灵敏度下限是质量与火星相当的行星，所以我们能观测到的任何天体质量都会与火星相当或更大。

南希格蕾丝罗曼太空望远镜计划于2026年发射，它将更深入地研究系外行星——但我们应该寻找什么呢？图片来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

星际飞船星球上的生活

也许比流浪行星飞船的绝对数量更值得注意的是，其中一些可能足够宜居，能够容纳船员。

如果它们没有恒星为其带来温暖，这怎么可能呢？

像地球这样的行星并非天生就有氮氧大气层。

地球以及其他行星的原始大气层是由氢和氦组成的浓稠混合物。

很快，这被太阳风剥离了，但许多流浪行星可能在这发生之前就被逐出了它们的星系，使它们得以保留原始的氢大气层。

德罗科说：氢大气层会是一种极佳的温室隔热层，一颗行星可以保持温暖数十亿年。

热量将是行星形成时遗留下来的，并且来自放射性同位素的衰变。

此前，加州理工学院的大卫史蒂文森提出，这可能使一些流浪行星保持足够温暖，以维持液态水海洋并可能存在生命。

艺术家笔下的流浪行星想象图。

流浪行星能孕育生命吗？图片来源：巴勃罗卡洛斯布达西Stocktrek图片社盖蒂图片社

这着实是一个新发现：第一颗流浪行星直到一年后才被牛津大学的帕特里克罗奇和赫特福德大学的菲尔卢卡斯发现。

2021年，剑桥天文学家尼库马杜苏丹提出了海卫型世界的存在——被一层氢气包裹的海洋世界，这进一步表明史蒂文森的概念具有超前性。

尽管这一概念仍存在争议，但在一颗名为K218b的候选海洋行星上已检测到了初步的生物特征。

适宜居住的流浪行星与海洋世界非常相似。

考虑到岩石质流浪行星可能数量庞大，这意味着大量潜在的意外栖息地。

系外行星K218b的艺术家印象图。

图片来源：A.Smith、N.Madhusudhan（剑桥大学）

隔壁的流浪行星？

这些发现还不止于此。

如果你认为围绕4.2光年外的比邻星运行的行星是离我们最近的系外行星，那你得再想想了。

很可能存在一颗甚至更近的流浪岩石行星。

这就引出了一个问题：我们能找到它并好好看看吗？这有两个问题。

其中一点是，这类天体非常暗淡，几乎无法成像，即使是詹姆斯韦布空间望远镜也不例外。

第二点是，即使有一颗流浪星球比比邻星更近，那仍然是一段非常遥远的距离，而且我们完全不知道它可能在哪里。

离我们太阳最近的四颗恒星

一颗流浪行星能像星际彗星那样造访我们，从而帮到我们吗？

别抱太大希望。

星际彗星的数量远多于流浪行星，虽然我们大约每年能观测到一颗星际彗星，但可能要等上亿年——甚至数十亿年——才会有流浪行星靠近我们。

德罗科坦言：我反复进行这项计算，生怕出错，因为我迫切希望明天能有一个（它）到来

唉，数学概率对我们不利，正因如此，流浪行星可能仍是所有行星中最神秘莫测的。

相关知识

流浪行星是不绕任何恒星公转，在星系中自由流浪的行星。

它们可能因星系演化、行星间引力相互作用等被抛出原本轨道。

这类行星缺少恒星光照和热量，表面环境恶劣。

天文学家通过引力透镜效应等方法来搜寻它们，探索其有助于了解行星系统形成和演化。

BY: Keith Cooper

FY: AI

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