搜寻宇宙中的流浪行星

◎本报记者 刘园园

在智利首都圣地亚哥北部约600公里的托洛洛山山顶，4米口径的布兰科望远镜凝视着南半球的星空。远在地球另一面的西湖大学，研究人员正通过网络实时操控着这台望远镜。

日前，西湖大学天文学团队开启了对流浪行星的探测计划。这个项目简称DREAMS巡梦计划，由西湖大学理学院博士后杨弘靖和哈佛-史密松森天体物理中心博士后臧伟呈共同领导。

目前，DREAMS巡梦计划已被美国国家光学-红外天文研究实验室正式批准为一个为期3年的巡天计划，在2025年至2028年间共获分配56个夜晚的望远镜观测时间。

未来有望发现超100颗流浪行星

在科幻电影《流浪地球》里，太阳系即将毁灭，人类试图开启“流浪地球计划”，带着地球逃离太阳系，寻找新的家园。

“实际上，在银河深处，就存在着这样的流浪行星。它们脱离了恒星的引力束缚，独自漂流。”杨弘靖解释说，流浪行星和普通行星一样，同样产生于行星系统的发育过程，只不过它们在行星系统剧烈动荡期间被抛了出去，成了“流浪者”。

在杨弘靖看来，自由漂浮的流浪行星是银河系中最神秘的天体族群之一。它们可能是行星系统剧烈演化的遗迹，研究它们的质量分布，将帮助天文学家揭示行星系统的形成与演化过程。

为什么要在南半球观测？杨弘靖介绍，因为只有在南半球，才能以更好的角度观测银河系的中心区域。银河系的恒星数量估计在1000亿到4000亿颗之间。每一个行星系都有可能产生流浪行星，它们形成了庞大的流浪行星“家族”。

据介绍，他们未来有望发现超过100颗流浪行星，其中包括与火星甚至月球质量级别相近的行星。

捕捉“三点一线”的邂逅

微引力透镜技术是DREAMS巡梦计划寻找流浪行星的主要手段。这是一种通过天体引力对背景恒星光线的弯曲会聚来间接探测行星的方法。

“根据爱因斯坦的广义相对论，时间和空间相互关联，并且会因为物质和能量而发生弯曲，而光线传播在弯曲的时空中也会发生偏转。”杨弘靖说，这意味着流浪行星的引力场可以像透镜一样汇聚光线，在天文望远镜里产生一个突然增强的闪光信号。其前提是，在地球的观察者、遥远的恒星、流浪的行星，恰好处在“三点一线”上。

流浪行星的引力透镜效应很微弱，因此叫微引力透镜。而且，“三点一线”的概率微乎其微。但天文望远镜能同时观测上亿颗恒星的光线变化，这种浩大的宇宙尺度，让寻找“流浪者”变为可能。

杨弘靖介绍，天文望远镜要捕捉那些突然和恒星“重叠”的流浪行星。这些流浪行星不仅无法遮挡恒星的光芒，相反，它们会在数小时内短暂地增强光的信号，在仪器上留下一个凸起的信号曲线。这次信号捕捉将会是这颗流浪行星与人类几乎唯一的邂逅。

臧伟呈表示，除了发现流浪行星，项目组还将测量宽轨道行星的发生率，以及向整个天文界发布上亿颗恒星的光变曲线，推动白矮星、小行星和变星等多个天文学领域的科学研究。（科技日报北京7月9日电）