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星际行星

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星际行星CFBDSIR 2149-0403的模拟动画
星际行星CFBDSIR 2149-0403的模拟动画
艺术家笔下木星体积大小的星际行星。
艺术家笔下木星体积大小的星际行星。

星际行星(英语:Interstellar planet),又称为流浪行星Rogue planet)、游牧行星nomad planet)、自由浮动行星free-floating planet)、孤儿行星Orphan planet)、孤独行星Lonely planet),粗略地说是不绕任何恒星公转行星,或只围绕星系公转的行星。[1]虽然其不围绕任何星体公转,却只具有行星质量[2]它们可能是受到其他行星等天体的引力影响而被抛出原本绕着公转的行星系统的行星,或是在行星系统形成期间被弹射出来的原行星,以致流浪于星系宇宙之中。[3]2011年科学家利用重力微透镜法首度证实星际行星的存在,并推测银河系木星大小的星际行星数量有恒星的两倍之多。[4]虽然它们在星际中流浪,但不代表它们不能支持生命——尽管如此,其上存在的生命可能也只是如细菌般的微生物。另外有一些巨大的星际行星是以恒星形成的方式诞生,而非被抛离行星系的行星。这种星际行星被国际天文联合会定义为次棕矮星[5],如只有8个木星质量的蝘蜓座110913-773444[6]

发现

当一个行星大小的天体经过一个背景恒星时,其引力场将会导致该恒星的亮度瞬间上升,这就是微引力透镜现象。日本大阪大学的天体物理学家高广寿美及其同事们成立了天文物理重力微透镜观测Microlensing Observations in Astrophysics)和光学重力透镜实验Optical Gravitational Lensing Experiment))团队,由于2011年先后使用新西兰约翰山大学天文台英语Mount John Observatory的1.8米MOA-II望远镜、华沙大学的1.3米望远镜和拉斯坎帕纳斯天文台的望远镜加上重力微透镜观测法,以寻找星际行星。他们总共观察到474次重力微透镜现象,其中10次有足够证据显示星际行星的存在。[7][8][9]他们亦推测在银河系内,木星大小的星际行星数量将近主序星数量的两倍。[4][10]部分天文学家更认为星际行星的数量比主序星数量还要多10万倍。[11] 于2013年,泛星计划直接摄像法发现了系外行星PSO J318.5-22[12]

特性

一般人或会认为,该等行星在没有太阳的环境下,其温度一定接近绝对零度。但在1999年大卫·史提芬逊David J. Stevenson[13]发表的论文则提出不同的看法,文中提及被逐出太阳系的行星,由于有“放射性热力散失”(radiative heat loss),因此在冰冷宇宙中,它们或可保留气态的浓密大气层,因此有可能不会被冻结。此推论以大气的阻光度来推测的,大气越浓密,阻光度越高,因此浓厚的氢气可阻挡不少放出的红外线,保留热力。[14]

另方面,有认为在行星系统形成期间,有不少较小的原行星会被弹射出该系统。由于距离太阳越远,行星所接收的紫外线会越少,其空气分子的动能也会越少,在这种情况下,重力与地球相近的行星可保留其气和气。[13]

通过计算,一个与地球体积相近的行星,在一个千氢气大气压力下,其核心的放射性同位素发生衰变所产生的地热能可把表面温度上升至水的熔点,因此有认为该等行星或有海洋存在。[13]他们也认为该类行星的地质活动可持续极长的时间,通过地质活动产生磁层抵御外来辐射,以及海底火山活动,能为行星的生命提供能量,所以其上是有可能有生命的。[13]但要侦测该类行星的存在可谓十分困难,因相对于宇宙背景辐射,它们所释出的微波会显得极弱。[15]

同时,气态流浪行星周围也有可能有像木星般庞大的卫星系统。在其卫星群与流浪行星的潮汐作用下可保有热力,所以可能存在生物。卫星上也有可能存在靠分解卫星上的物质获得能量的微生物。[16]

双星际行星系统

蛇夫座162225-240515(Oph 162225-240515),或简称为蛇夫座1622,是第一对发现的星际行星双行星系统。天文学家利用欧南天文台(ESO)望远镜,发现了一对双行星,其中一颗子星的质量只有7倍木星质量,另一颗较大的子星也只有14倍木星质量,年龄可能只有100万年左右,相距距离则为240天文单位冥王星到太阳的6倍),距离地球400光年远,位在蛇夫座方向一个恒星诞生区中。

相关条目

参考资料

  1. ^ Orphan Planets: It's a Hard Knock Life, Space.com, 24 Feb 2005, retrieved 5 Feb 2009.
  2. ^ Free-Floating Planets – British Team Restakes Dubious Claim, Space.com, 18 Apr 2001, retrieved 5 Feb 2009.
  3. ^ Orphan 'planet' findings challenged by new model 互联网档案馆存档,存档日期2009-03-22., NASA Astrobiology, 18 Apr 2001, retrieved 5 Feb 2009.
  4. ^ 4.0 4.1 Free-Floating Planets May be More Common Than Stars NASA JPL News Release, 2011-5-18
  5. ^ Working Group on Extrasolar Planets – Definition of a "Planet". POSITION STATEMENT ON THE DEFINITION OF A "PLANET" (IAU). [2013-11-30]. (原始内容存档于2006-09-16). 
  6. ^ Rogue planet find makes astronomers ponder theory
  7. ^ Homeless' Planets May Be Common in Our Galaxy by Jon Cartwright, Science Now ,18 May 2011, Accessed 20 may 2011
  8. ^ Planets that have no stars: New class of planets discovered, Physorg.com, May 18, 2011. Accessed May 2011.
  9. ^ [T. Sumi; 等. Unbound or Distant Planetary Mass Population Detected by Gravitational Microlensing. 2011. arXiv:1105.3544v1 [astro-ph.EP]. 
  10. ^ The Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) Collaboration & The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) Collaboration, Unbound or distant planetary mass population detected by gravitational microlensing, Nature, 19 May 2011, 473: 349–352, doi:10.1038/nature10092 
  11. ^ Researchers say galaxy may swarm with 'nomad planets'. Stanford University. [29 February 2012]. 
  12. ^ Gemini Observatory. Gemini Confirms Lonely Planet Floating in Space. 2013-10-07. 
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 13.3 Stevenson, David J.; Stevens, CF. Life-sustaining planets in interstellar space?. Nature. 1999, 400 (6739): 32. Bibcode:1999Natur.400...32S. PMID 10403246. doi:10.1038/21811. 
  14. ^ Lissauer, J.J. Timescales for Planetary Accretion and the Structure of the Protoplanetary disk. Icarus. 1987, 69 (2): 249–265. Bibcode:1987Icar...69..249L. doi:10.1016/0019-1035(87)90104-7. 
  15. ^ Dorian S. Abbot; Eric R. Switzer. The Steppenwolf: A proposal for a habitable planet in interstellar space. 2 Jun 2011. arXiv:1102.1108. 
  16. ^ Debes, John H.; Steinn Sigurðsson. The Survival Rate of Ejected Terrestrial Planets with Moons. The Astrophysical Journal Letters. 20 October 2007, 668 (2): L167–L170. Bibcode:2007ApJ...668L.167D. arXiv:0709.0945. doi:10.1086/523103. 

外部链接

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