科技日報記者 劉園園

在智利首都圣地亞哥北部約600公里的托洛洛山山頂，4米口徑的布蘭科望遠(yuǎn)鏡凝視著南半球的星空。遠(yuǎn)在地球另一面的西湖大學(xué)，研究人員正通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時操控著這臺望遠(yuǎn)鏡。

記者7月9日從西湖大學(xué)獲悉，該校天文學(xué)團(tuán)隊(duì)日前開啟了對流浪行星的探測計(jì)劃。這個項(xiàng)目簡稱DREAMS巡夢計(jì)劃，由西湖大學(xué)理學(xué)院博士后楊弘靖和哈佛-史密松森天體物理中心博士后臧偉呈共同領(lǐng)導(dǎo)。

目前，DREAMS巡夢計(jì)劃已被美國國家光學(xué)-紅外天文研究實(shí)驗(yàn)室正式批準(zhǔn)為一個為期三年的巡天計(jì)劃，在2025年至2028年間共獲分配56個夜晚的望遠(yuǎn)鏡觀測時間。

未來有望發(fā)現(xiàn)超100顆流浪行星

在科幻電影《流浪地球》里，太陽系即將毀滅，人類試圖開啟“流浪地球計(jì)劃”，帶著地球逃離太陽系，尋找新的家園。

“實(shí)際上，在銀河深處，就存在著這樣的流浪行星。它們脫離了恒星的引力束縛，獨(dú)自漂流?！睏詈刖附忉屨f，流浪行星和普通行星一樣，同樣產(chǎn)生于行星系統(tǒng)的發(fā)育過程，只不過它們在行星系統(tǒng)劇烈動蕩期間被拋了出去，成了“流浪者”。

在楊弘靖看來，自由漂浮的流浪行星是銀河系中最神秘的天體族群之一。它們可能是行星系統(tǒng)劇烈演化的遺跡，研究它們的質(zhì)量分布，將幫助天文學(xué)家揭示行星系統(tǒng)的形成與演化過程。

為什么要在南半球觀測？楊弘靖介紹，因?yàn)橹挥性谀习肭?，才能以更好的角度觀測銀河系的中心區(qū)域。銀河系的恒星數(shù)量估計(jì)在1000億到4000億顆之間。每一個行星系都有可能產(chǎn)生流浪行星，它們形成了龐大的流浪行星“家族”。

據(jù)介紹，他們未來有望發(fā)現(xiàn)超過100顆流浪行星，其中包括與火星甚至月球質(zhì)量級別相近的行星。

捕捉“三點(diǎn)一線”的邂逅

微引力透鏡技術(shù)，是DREAMS巡夢計(jì)劃尋找流浪行星的主要手段。這是一種通過天體引力對背景恒星光線的彎曲會聚來間接探測行星的方法。

“根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，時間和空間相互關(guān)聯(lián)，并且會因?yàn)槲镔|(zhì)和能量而發(fā)生彎曲，而光線傳播在彎曲的時空中也會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?！睏詈刖附忉屨f，這意味著，流浪行星的引力場可以像透鏡一樣匯聚光線，在天文望遠(yuǎn)鏡里產(chǎn)生一個突然增強(qiáng)的閃光信號。前提是，在地球的觀察者、遙遠(yuǎn)的恒星、流浪的行星，恰好處在“三點(diǎn)一線”上。

流浪行星的引力透鏡效應(yīng)很微弱，因此叫微引力透鏡。而且，“三點(diǎn)一線”的概率微乎其微。但天文望遠(yuǎn)鏡能同時觀測上億顆恒星的光線變化，這種宇宙尺度的浩大，讓尋找“流浪者”變?yōu)榭赡堋?/p>

楊弘靖介紹，天文望遠(yuǎn)鏡要捕捉那些突然和恒星“重疊”的流浪行星。這些流浪行星不僅無法遮擋恒星的光芒，相反，它們會在數(shù)小時內(nèi)短暫地增強(qiáng)光的信號，在儀器上留下一個凸起的信號曲線。這次信號捕捉，幾乎將會是這顆流浪行星與人類唯一的邂逅。

臧偉呈表示，除了發(fā)現(xiàn)流浪行星，項(xiàng)目組還將測量寬軌道行星的發(fā)生率，以及向整個天文界發(fā)布上億顆恒星的光變曲線，推動白矮星、小行星和變星等多個天文學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究。

（西湖大學(xué)供圖）