我们倾向于认为行星在系统中排列整齐,就像我们自己的太阳系一样。 但天文学家时不时地会得到一些其他的暗示——不依附于任何恒星或系统的流氓行星,孤独地在银河系中漂流。
现在事实证明,他们的数量可能比任何人想象的都要多。 一项新的模拟显示,银河系中可能存在数十亿颗流氓行星。
即使在最好的情况下,当系外行星位于行星系统中时,对系外行星进行普查也是一件非常棘手的事情。 行星本身不会发出任何光(除非我们面对的是褐矮星,但它们的光)行星地位存在争议),所以我们必须使用其他手段来检测它们。
什么时候一颗行星绕着一颗恒星运行,主要有两种检测方法。 这些是径向速度法,通过该方法可以检测行星对恒星的引力影响,以及凌日法,当行星在恒星前面运行并使其光线稍微变暗时。
正如你所看到的,这两种方法都依赖于恒星的存在——所以当涉及到流氓行星时它们几乎毫无用处。 尽管如此,我们仍然可以通过一些方法来检测这些流浪者。 两颗流氓行星是去年发现的因为它们的重力使来自它们后面的光线发生弯曲; 红外成像揭示了其他的情况。
总而言之,围绕20颗流氓行星或已确定候选流氓行星,与3,917 颗系外行星在行星系统中。 这是一个相当巨大的差距。
因此,为了找出可能有多少颗流氓行星在银河系中黑暗地漂流,荷兰莱顿大学的天文学家对这些行星进行了复杂的数学模拟。猎户座梯形,位于猎户座星云中心的一群年轻恒星。
500 颗类太阳恒星分别由 4、5 或 6 颗行星建模,总共 2,522 颗行星,质量范围从地球的大约 3 倍到地球的 130 倍左右木星的质量(这是棕矮星大小的)。
在这些行星中,有 357 颗(16.5%)在形成后 1100 万年内脱离了它们的系统,并自由漂流。 少数留在集群内,其中五个是被捕获被其他行星系统所包围,但 282 颗行星(大多数行星)完全逃离了该星团。
有趣的是,2,522 颗行星中有 75 颗与其主恒星相撞,34 颗行星与另一颗行星相撞。
我们实际观测到的大多数流氓行星(数量很少)都位于较大的一侧。 但研究人员发现,行星的质量不太可能对其从系统中弹出的可能性产生影响。
因此,流浪行星可能与受系统束缚的行星具有相同的大小范围。 那里可能存在较小的流氓行星——在已经很难探测到的一类天体中,它们只是更难探测到。
如果 16.5% 的数字可以广泛地推算到整个银河系(这是可能的,因为梯形星团是非常典型的恒星苗圃),那么至少有 165 亿颗流氓行星在周围徘徊,而估计总数至少为 165 亿颗。1000亿行星。
甚至有可能我们自己的系统曾经有一颗额外的行星被驱逐了。 认为'奇怪的轴向倾斜可能是由与流氓行星相撞,甚至有可能神秘和假设的曾经是一个被抓获的盗贼当它经过时。
正如研究人员指出的那样,这项研究仅基于两次模拟,因此它当然不是确定的 - 但模拟证据确实表明流氓行星比我们的观测证据所表明的要普遍得多。
它确实激发了人们的想象力——这些寒冷、孤独的行星,穿越远离恒星温暖的太空。 有人绝对应该为此写一部科幻电影。
该研究已被接收天文学与天体物理学,并且可以继续阅读arXiv。