银河系中类似地球的“超级地球”可能极为常见,远超预期,尤其在类似木星的远距轨道上。

银河系里,星星点点的光芒背后,可能藏着无数类似地球的行星家园。天文学家在最新研究中揭示,“超级地球”——那些比地球稍大、却比海王星小的行星——在银河系中或许远比我们想象的普遍。这项发现源于一个不同寻常的“超级地球”,它围绕着自己的恒星,在类似木星的遥远轨道上悠然运行。这样的轨道距离,过去通常只与巨大的气体或冰巨行星联系在一起。

“我们发现了一颗‘超级地球’,它比地球大,却比海王星小,出现在一个此前只属于数百倍地球质量巨行星的区域。”研究领头人、哈佛-史密森天体物理中心的Weicheng Zang 兴奋地说。这颗行星的发现仿佛一个意外的惊喜,但它是否真是银河系中的“异类”?研究团队决定一探究竟。

他们将这一发现与韩国微引力透镜望远镜网络(KMTNet)的庞大数据结合分析。这套网络由分布在澳大利亚、智利和南非的三架望远镜组成,专门捕捉恒星亮度的细微变化。通过研究大量行星与恒星的质量比,研究人员为银河系的行星分布图勾勒出新的轮廓。他们发现,“超级地球”不仅局限于靠近恒星的短周期轨道,还能出现在更远的轨道上,周期与太阳系的巨行星相当。这意味着,银河系的行星世界远比我们以为的丰富多彩。

探测远轨道行星并不容易,因为它们的光芒微弱,信号难以捕捉。但 Zang 和他的团队估计,银河系中每三颗恒星中就有一颗可能拥有类似木星轨道的“超级地球”。“我们知道小行星比大行星多,但这次我们还发现,在整体模式中,有些区域行星特别多,有些则稀少。”俄亥俄州立大学的天文学家 Andrew Gould 说,“这太有趣了!”

这项研究的秘密武器是引力微透镜现象。当一个大质量天体——比如一颗恒星——恰好经过观察者和远处背景星之间,它的重力场会像放大镜一样弯曲光线,让背景星短暂变亮。这种亮度 spikes 有时持续几分钟,有时长达数月。研究聚焦于2016年初发现的微透镜事件 OGLE-2016-BLG-0007。这类事件极为罕见,至今只有少数行星通过这种方式被发现,但它特别适合探测远离恒星的行星。

这次研究是有史以来规模最大的微透镜分析,涵盖的行星数量是此前样本的三倍,其中不乏较小的行星。过去的研究多关注恒星附近紧凑轨道的行星多样性,而这项研究揭示,外侧轨道的行星同样丰富,尤其是“超级地球”。“从比地球略大的行星到木星级别的巨行星,这项研究表明,银河系中远轨道的行星,尤其是‘超级地球’,数量惊人。”哈佛-史密森天体物理观测站的 Jennifer Yee 说。

需要澄清的是,“超级地球”这个名字指的是行星的质量,而非表面环境或宜居性,我们对这些细节知之甚少。但这样的发现无疑为行星形成和分布提供了新线索。韩国天文与空间科学研究所的 Youn Kil Jung 指出:“这一结果表明,在类似木星的轨道上,大多数行星系统可能与太阳系截然不同。”

银河系可能充满了各式各样的行星,这些发现也让我们对行星形成的机制有了更多好奇。然而,数据收集仍是巨大挑战。“找到一个微透镜事件已经很难,找到带行星的微透镜事件更是难上加难。”俄亥俄州立大学的 Richard Pogge 感叹,“我们得观测数亿颗恒星,才能找到几百个这样的案例。”

尽管如此,这项研究点亮了一盏灯,照亮了银河系中隐藏的行星世界。或许,在某颗遥远的“超级地球”上,另一种生命也在仰望星空,思索自己的宇宙家园。

本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。