一個被冰覆蓋的流浪星球的插圖(圖片來源:美國宇航局戈達德太空飛行中心/uux.cn)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：新的預測表明，即將到來的美國宇航局太空望遠鏡可以發現隱藏在銀河係中的超過400個地球質量的世界，這些世界已經“失控”，因此獨自在我們的星係中遊蕩。
這種孤兒世界被認為是在一個類似於太陽係的行星係統中開始它們的生命，但在某個時候被一種迄今未知的機製踢出去。盡管行星整齊地圍繞一顆恒星運行的景象很常見，但新的研究表明，這種無恒星的孤兒世界可能比銀河係中的恒星多20倍。這意味著我們銀河係中的無束縛世界比圍繞母恒星運行的行星要常見六倍。
“我們估計我們的銀河係擁有比恒星多20倍的流氓行星——數萬億個世界獨自遊蕩，”研究作者兼美國宇航局高級科學家大衛·貝內特在一份聲明中說。“這是首次測量銀河係中對質量小於地球的行星敏感的流氓行星的數量。”
通常，我們太陽係以外的行星，被稱為係外行星，是通過它們對其宿主恒星的影響來探測的。例如，一顆係外行星可以讓地球上的觀眾目睹其恒星的光線下降，因為行星的軌道將它帶到恒星和我們的星球之間。或者，一顆係外行星可以通過它在宿主恒星軌道上產生的擺動來影響這種光，同時引力牽引著發光的天體。但是流氓行星離主星如此之遠的事實使得它們很難被發現。
當美國宇航局的南希·格雷斯·羅曼望遠鏡上線時，它的主要目標之一就是發現這些流氓。先前的估計表明，2027年5月發射的Roman將能夠發現大約50顆地球大小的流氓行星——但新的發現增加了這一數字。相反，它們意味著一個接近400的數字。事實上，這些發現背後的天文學家已經確定了一個地球大小的流浪行星候選人，供羅曼研究。
Bennett和他的同事通過為期九年的天文調查收集的數據得出了他們的結論，該調查稱為天體物理學中的微透鏡觀測(MOA)。在新西蘭約翰山大學天文台進行的MOA借助於一種被稱為引力透鏡的現象來尋找物體，這種現象首先由愛因斯坦的廣義相對論預測，羅曼也將利用這種現象來追捕流氓。
描述該團隊最新發現的兩篇論文將發表在未來一期的《天文學雜誌》上。
在愛因斯坦的幫助下搜尋流氓世界
愛因斯坦1915年的廣義相對論預言，有質量的物體會“扭曲”空間的結構。雖然這種翹曲在三維空間中起作用(如果你考慮時間因素的話是四維)，但它可以被認為類似於將不同質量的球放在拉伸的橡膠片上的2D效應。球的質量越大，金屬片上的凹痕就越深。同樣，宇宙物體的質量越大，空間扭曲就越強。
此外，當一個非常大的物體扭曲空間時，也會影響背景中其他物體發出的光，導致這種發光在經過原始物體的宇宙印記時發生彎曲。這最終會對背景物體產生放大效應，從而導致引力透鏡現象。
微透鏡是這一概念的變體，當一個較小的物體，如行星或恒星，在地球和背景光源，如恒星或星係之間滑動，並與兩者接近完美對齊時，就會發生這種情況。這使得地球上的機器檢測到背景物體亮度的尖峰，但沒有引力透鏡效應那麽極端。盡管如此，微透鏡對於發現流氓行星和其他不發光的小物體是有用的，因此幾乎完全黑暗。
“微透鏡是我們找到像低質量自由漂浮行星甚至原始黑洞這樣的物體的唯一方法，”研究作者、大阪大學教授田崎敬浩·蘇米說。“利用重力發現我們永遠不可能直接看到的物體，這非常令人興奮。”
找到一個類似地球的流氓和一個彈射裝置
自從1995年發現第一顆圍繞類太陽恒星的係外行星以來，係外行星目錄已經包含了5000多顆這些有趣的物體。然而，這些行星中的大多數都是巨大的世界，圍繞著它們的主星運行。
此外，新發現的大約地球大小的流氓行星代表了第二次使用微透鏡發現這樣的世界。這一發現背後的團隊表示，這意味著流氓世界通常是較小的行星，大小類似於或小於地球。
“我們發現地球大小的流氓比更大的流氓更常見，”Sumi說。“恒星束縛行星和自由漂浮行星的平均質量差異是理解行星形成機製的關鍵。"
行星形成的混亂本質也許可以解釋為什麽最初會有流氓獨自在星係中遊蕩。質量較小的行星對其宿主恒星的引力較弱，這意味著形成係統中的相互作用更容易將它們拋離，讓它們獨自在宇宙中遊蕩。
南希·格蕾絲·羅曼加入了狩獵

南希.格雷斯.羅曼太空望遠鏡在深空中的插圖。(圖片來源:NASA/uux.cn)
雖然微透鏡事件有助於發現流氓行星，但在廣闊的太空中看到這些事件仍然像在宇宙幹草堆中發現行星針一樣。由單個行星引起的微透鏡事件極其罕見。
加劇這一問題的是，與行星定期穿過其恒星表麵或由軌道運行的行星引起的周期性抖動不同，透鏡事件是一次性的。當這些行星穿過一顆背景恒星時，它們再也不會回到空間的同一區域。
這就是南希·格蕾絲·羅曼望遠鏡的用武之地。
憑借其異常寬廣的視野，紅外太空望遠鏡可以撒下更大的網來抓捕這些流氓。它將擁有觀察地球大小的孤星所需的視野。
研究作者、大阪大學助理教授Naoki Koshimoto說:“Roman將對質量更低的流氓行星更加敏感，因為它將從太空進行觀測。”“Roman寬廣的視野和敏銳的視覺相結合，將使我們能夠比我們僅使用地麵望遠鏡更詳細地研究它發現的物體，這是一個令人興奮的前景。”
來自Roman的數據將與位於薩瑟蘭的南非天文台的日本1.8米主焦紅外顯微透鏡實驗(Prime)望遠鏡的觀測數據相結合。
“來自一顆流浪行星的微透鏡信號可能需要幾個小時到大約一天的時間，所以天文學家將有機會同時觀察Roman和PRIME，”Koshimoto說。
這種數據組合也應該允許天文學家更準確地測量流浪孤兒行星的質量，從而幫助他們更好地確定是什麽首先導致了它們的流浪。