R奥格星球。这个词指的是一个孤独者——一个拒绝遵守规则的叛逆者,打破传统,到银河系任何它喜欢的地方去。“无赖”、“游牧”和“流浪”等标签在媒体对最近发现的可能不在任何恒星轨道上的行星的报道中很常见。浪漫的拟人主义是可以理解的。这也不准确。这些天体潜在的重要之处并不在于它们是宇宙的詹姆斯·迪恩。他们不是。如果它们存在,其意义将更加激进:它们可能成为新常态。
考虑CFBDSIRJ214947.2-040308.9,简称2149。它于2009年被发现,距离地球约80到160光年(约600万亿英里)。在天文学术语中,2149是一个孤立的行星质量物体(IPMO)。IPMO可能是一颗从未点燃的恒星,也可能是一颗迷失了方向的行星,但无论哪种情况,它看起来都不是围绕太阳运行的。
这种浪漫的拟人主义是可以理解的。
这也是不准确的。
如果2149是一颗失败的恒星,那么它就没那么有趣了——失败的恒星是一个众所周知的现象。即使2149是一个星球,它也没有任何隐喻性的反叛行为。它不是在天堂游荡。它没有违反任何定律,尤其是万有引力定律。就像银河系中的其他事物一样,它只是绕着星系的中心运行(虽然不像地球绕着太阳运行)。一个类行星2149的革命性并不在于它的去向。它是如何到达那里的。
如果2149是一颗行星,那么它很可能诞生于恒星形成过程中的气体和岩石漩涡中。在胚胎行星的巨大引力编排中的某个时刻,它的一个或多个较大的兄弟姐妹会将其弹出,就好像放开了舞伴一样。因为较重的物体比较轻的物体更难弹出,而且2149相当大,可能至少有四个木星那么大1-它的抛射意味着像地球这样的微小行星的抛射率(至少轻一千倍)应该更高。
高了多少?2011年,天体物理学的微透镜观测项目得出结论,根据他们自己对IPMOs的调查,该星系中无恒星的行星可能是恒星的两倍——该星系至少有1000亿颗恒星。第二年,斯坦福大学Kavli粒子天体物理学和宇宙学研究所的研究人员将这一估计向上修正了5万倍,这意味着在我们的星系中可能有10千万亿颗无恒星的行星。只有像2149这样的行星存在,才能支持这些计算。
但是,2149实际上是一颗行星吗?它是在2009年由格勒诺布尔计划与天体物理研究所的菲利普·德洛姆(Philippe Delorme)领导的天文学家合作发现的,这是寻找一种名为褐矮星的宇宙天体的一部分。褐矮星的质量大于13个木星,但小于75到80个木星,在这个质量下,它们能够在核心中维持氢-1聚变反应。它们仍然是星星;他们只是没有点燃。然而,它们确实会发出微弱的辐射,可能是因为储存了能量。正如你可以在夜间使用红外护目镜来探测体温一样,天文学家也可以使用红外望远镜来探测天体的热源,不管是不是褐矮星。(如果你能近距离观察2149,它会呈现紫红色。)如果2149是一颗褐矮星,那么它在许多对行星喷射率没有影响的行星中就没有那么特别了。
在胚胎期行星的巨大引力舞蹈中,在某个时刻,一个或多个更大的兄弟行星会将其喷射出去,就像让舞伴离开一样。
虽然2149是在寻找褐矮星的过程中发现的,但这并不意味着它就是褐矮星。行星也会辐射红外线。那么我们如何知道对象2149代表的是什么方式呢?
这个问题的关键在于它的质量。天文学家通常将“行星”的名称授予质量小于13颗木星的天体,这是恒星点燃(氘实现聚变)所需的最小质量。2149的质量越低,它成为行星的可能性就越大。自20世纪90年代以来,天文学家一直在通过测量行星绕其运行时恒星的摆动或行星经过其前方时恒星的暗淡程度来推断遥远行星的质量。但是,对于不绕恒星轨道运行的物体,这两个选项都不可用。
取而代之的是,天文学家利用数值模型,利用物体的光谱来预测其质量和年龄。2010年,在智利欧洲南方天文台的超大望远镜对2149进行后续观测期间,德洛姆的团队测量了2149的光谱,并将其质量限定在相对较轻的四到七个木星上,其年龄在2000万到2亿年之间。然而,德洛姆认为,数值模型技术可能“非常不确定”。那么他们如何知道他们的模型是否正确呢?
通常,就像天体物理项目中的微透镜观测一样,研究IPMOs的天文学家无法知道。但是2149年可能会提供一个模型结果的独立测试。Delorme怀疑2149与地球的距离与与AB剑鱼座一起行进的恒星的距离相同,这些恒星距离地球约100光年。如果2149实际上是跟随剑鱼座AB星群移动的,那么它很可能是在该星群的恒星形成的同时形成的:从5000万年前到1.2亿年前——这与数值模型中的年龄非常吻合。如果初始模型的年龄估计是正确的,那么它的质量估计也可能是正确的。
Delorme的合作认为2149个属于AB Doradus的可能性为87%,这是一个中等水平的信心,但还不足以宣布一个发现。因此,他们开始寻求一种更精确的方法来确定2149是否属于剑鱼群:视差。
天文学家通常将质量小于13颗木星的物体称为“行星”——13颗木星是恒星燃烧所需的最小质量。
就像我们人类使用双目视觉来测量距离和三维运动一样,天文学家也使用双目视觉,只是在他们的情况下,“左眼”和“右眼”对应的是地球在太阳的相对两侧,相隔6个月时的地球轨道上的点。这些观察需要几套每隔六个月,但如果他们证明2149年与剑鱼座组,他们会支持的假设2149 4和7木星之间的质量,并增加2149的可能性开始生命星球,不是一个失败的恒星。
这就是构成知识的现状,Delorme告诉我,在2013年5月发布会上,与会者在棕矮星大幅划分约2149:大约60%的投票,这是“褐矮星发生很轻,“而40%怀疑它是一颗行星。就连他也认为这更有可能是一颗褐矮星,尽管他补充说:“这没有任何有力的事实依据,只是一种直觉。”
这种直觉植根于奥卡姆的剃刀:鉴于目前对行星喷射率的理解,对2149最简单的解释是它是一颗失败的恒星。但是,只要一个行星IPMO的识别就可以让一切变得不同。如果未来的观测产生了可证实的行星,外推可能会让奥卡姆的剃刀切向另一个方向。
Richard Panek是古根海姆科学写作研究员,著有《科学》《4%的宇宙:暗物质、暗能量和发现其余现实的竞赛》.










