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他们不仅找到了一颗在星际间漂泊的流浪行星,还首次通过直接观测精准测出了它的质量。

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要理解这个成果的分量,得先搞懂流浪行星有多难发现。

这类天体不依附任何恒星,就像星际空间里的孤独幽灵,在寒冷的宇宙中漫无目的地游荡。

更关键的是,它们不会发光。

本来想简单说这就像在暗室找萤火虫,后来发现还得加上“萤火虫不发光”这个前提,难度直接翻倍。

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传统的行星探测方法对它们完全无效。

凌日法需要行星从恒星前方经过,径向速度法靠行星对恒星的引力扰动,这两种方法都得依赖恒星。

没有恒星作为参照,这些流浪行星就像藏进了宇宙的盲区。

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这次北大团队用到的,是爱因斯坦广义相对论预言的微引力透镜效应。

简单说,就是当一个大质量天体从遥远恒星前经过时,它的引力场会像透镜一样弯曲星光。

星光被弯曲后会短暂变亮,这个亮度变化就成了发现前方天体的线索。

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找到天体只是第一步,真正的难点在于测定质量。

单一观测点看到的星光变亮,既可能是距离近的轻行星造成的,也可能是距离远的重恒星导致的。

两种完全不同的模型,都能完美解释观测结果,这就让流浪行星的身份始终没法确认。

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北大董秀波教授团队想出的办法,是“立体观测”。

2024年他们捕捉到一次微引力透镜事件后,立刻调动了地面望远镜和太空望远镜联合监测。

地球和太空观测者的空间位置相差极大,看到同一事件的时间会有细微差异。

就是这个不起眼的时间差,成了破解难题的关键。

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董秀波教授用“两双相距极远的眼睛看同一场景”来解释这个思路,特别形象。

通过对比两个视角的视差,研究人员成功区分了质量和距离的影响,独立算出了天体的距离和质量。

最终确认,这是一颗质量和土星相当的气态巨行星,周围没有任何宿主恒星。

很显然,这种天地协同的观测模式,为解决这类难题提供了全新思路。

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这颗流浪行星的发现,还对现有的行星形成理论提出了挑战。

通常认为,土星这样的气态巨行星,需要在原行星盘里吸积大量气体才能形成。

它现在的孤独状态,暗示着它可能是在诞生初期被“踢”出了原本的恒星系统。

这种恒星系早期的引力散射现象,可能比我们想象的更普遍。

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NASA的最新模拟研究也支持这一观点。

这一发现为“行星弹射”理论提供了坚实的观测证据,也让我们意识到,银河系里可能存在数以亿计的流浪行星,数量甚至可能超过恒星。

《科学》杂志的审稿人对这项工作评价很高,认为这不仅是观测上的胜利,更是方法论的突破。

更重要的是,这项成果恰逢下一代空间观测设施投入使用的前夜。

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美国罗曼太空望远镜预计2027年发射,核心目标之一就是通过微引力透镜普查流浪行星。

我国的空间站巡天望远镜也计划2026年入轨,目前科学仿真研究已经取得进展。

北大团队的研究,相当于为这两大旗舰项目做了一次完美预演。

它证明了用视差法精确测量流浪行星质量是可行的。

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未来,随着我国巡天望远镜投入运行,它将和地面观测设施组成更强大的观测网。

我们不再是偶尔发现一颗流浪行星,而是能对它们进行系统性普查。

通过统计这些行星的质量分布和数量,科学家们能拼凑出银河系行星形成和演化的完整图景。

这颗被中国科学家“捕获”的土星级流浪行星,只是揭开宇宙黑暗面纱的开始。

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