80光年外发现奇特流浪行星：不围绕恒星运行 [2P]

gordon813

80光年外发现奇特流浪行星：不围绕恒星运行



    艺术示意图：流浪行星PSO J318.5-22



　　Pan-STARRS1望远镜获取的流浪行星PSO J318.5-22多彩色图像。这颗行星非常寒冷暗弱，比金星的可见光波段亮度低大约1000亿倍。其大部分能量辐射集中在红外波段。这张图像边长覆盖大约125角秒


　　据物理学家组织网站报道，一个国际天文学家小组近期发现了一颗奇特的年轻恒星，它并没有围绕任何恒星运行。这颗自由运动的行星编号为PSO J318.5-22，距离地球仅有大约80光年，质量也仅相当于木星的6倍左右。其年龄据估计仅有大约1200万年，对于一颗行星来说这是非常年轻的。

　　借助对其暗弱而具特征性的光谱信号的观测，位于夏威夷毛伊岛上的Pan-STARRS 1 (PS1)望远镜识别出了这一天体。随后利用同样位于夏威夷群岛的其它望远镜开展的后续观测显示这颗行星拥有与那些围绕年轻恒星运行的气态巨行星相似的特征。然而尽管如此，PSO J318.5-22却并没有围绕任何一颗恒星运行。

　　夏威夷大学天文研究所的迈克尔·刘博士是这项研究的第一作者，他表示：“在此之前我们还从未见过如此在太空自由飞行的天体——它拥有那些围绕恒星运行的年轻行星的全部特征，但却游荡于宇宙之中。我曾经一直想知道这样的天体是否真实存在，而现在我们知道它们的确存在。”

　　在过去的十年时间内，人们以惊人的高效发现大量系外行星体，借助如掩星观测和引力摄动等一些间接手段，科学家们迄今已经找到大约1000颗系外行星。然而其中仅有很小的一部分被开展了直接成像观测研究，所有这些行星无一例外都是围绕年轻恒星(年龄小于2亿年)运行的。PSO J318.5-22是迄今已知自由运行的质量最小的天体之一，或许是其中质量最小的一个。但它最为引人瞩目的一点还在于它所具有的，与那些被开展直接成像观测的系外行星体几乎完全相似的质量，颜色以及能量特征。

　　德国马普研究所的纳尔·迪肯(Niall Deacon)是这项研究工作的合作者，他说：“那些借助直接成像手段发现的行星，在开展研究工作时都极为困难，因为它们距离恒星太近了。而PSO J318.5-22不同，它没有围绕任何恒星运行，因此对其开展研究工作也就要容易得多。因此它将有望帮助我们大大推进对那些气态巨行星，如木星，在其形成初期性质的研究工作。”

　　PSO J318.5-22是在科学家们开展对一类失败的恒星，即褐矮星的搜寻工作时被发现的。由于其相对较低的温度，褐矮星显得非常暗淡，也因此一般显出红色的颜色。为了克服这些困难，刘博士和同事们一直在对来自PS1望远镜收集的数据进行分析。PS1望远镜每天晚上都会对整片天空进行一次扫描，其探测器的敏感度足以感知暗弱的褐矮星发出的热信号。在检测结果中，PSO J318.5-22显得有些特别，因为它颜色更红，甚至比那些最红的褐矮星还要红。

　　艾格文·麦格尼尔(Eugene Magnier)博士同样来自夏威夷大学天文研究所，同时也是这项研究工作的合作者。他说：“我们常常会将搜寻一种罕见天体的工作比作是在稻草堆里寻找一枚绣花针，那么我们就是在世界上最大的稻草堆里开展这样的搜寻，那就是PS1望远镜采集的数据。”

　　麦格尼尔博士领导了PS1的数据分析团队，其每天晚上大约会产生相当于6万张iphone拍摄照片的数据量。到目前为止，其数据库中积累的数据量已经超过4000TB，超过了人类历史上所拍摄过的所有电影，所所出版过的所有图书，所发行过的所有音乐专辑经过数字化之后的数据量。

　　研究小组随后利用设在夏威夷莫纳克亚山顶的其它大型望远镜设备对PS1望远镜的发现进行了后续观测。美国宇航局红外望远镜设备以及北双子望远镜拍摄获取了目标的红外光谱数据，根据其红外光谱特征判断，PSO J318.5-22并非一颗褐矮星，最好的解释是，这是一颗年轻的，小质量的天体。

　　通过借助设在夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)，研究组对PSO J318.5-22在天空中的位置进行了长达两年的跟踪，通过在此期间获得的数据，研究组确定了其与地球之间的真实距离。通过这一距离数值(80光年)，加上考虑其在空间的移动特征，研究组得到结论：PSO J318.5-22属于一个名为“绘架座B”的移动星群，这个星群大致是在1200万年前形成的。事实上其中最主要的一颗恒星——绘架座B本身就拥有一颗年轻的气态巨行星正围绕其运行。PSO J318.5-22的质量比那颗围绕绘架座B运行的恒星还要小，很有可能是经由某种不同的机制形成的。