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天文馆“空中课堂”上课啦！

图 1：流浪行星艺术图。图源：NASA, JPL-Caltech

在电影《流浪地球》中，由于太阳演化进入红巨星阶段的缘故，整个太阳系都由于太阳的膨胀不再宜居，相比于诺亚方舟式的撤离，不愿抛弃家园的人类选择拖着地球一起逃离环境日益恶化的太阳系，成为一颗居无定所形单影的流浪地球，在漫长的旅途中寻找着下一个庇护所。实际上，科幻之外，现实之中，茫茫宇宙间确实游荡着一群行星，它们并不像恒星一样熠熠生辉，也没有主星照亮前路，它们孤独地穿梭在冰冷黑暗的宇宙空间，孑然一身。

这群宛如流浪汉的行星，身世成谜。它们可能来源于自引力坍缩，也可能诞生于成员复杂的多行星系统，历经碰撞、散射，最终被母星无情地驱逐出发源地，成为流浪行星。

流浪行星极难被观测直接捕获，除了极少数的大个子可以籍由微弱的红外辐射昭示它们的存在感，大部分的流浪行星都淹没在黑暗的宇宙背景中。为了找寻这些不被命运眷顾的黯淡天体，依赖于天体引力的微引力透镜法无疑是一项搜寻利器。当某颗流浪行星穿过我们的视线范围，由于引力聚焦效应，可能引发远处背景恒星的亮度单次“变亮”。由于微引力透镜时间的光变时长与透镜天体质量的平方根成正比，通过分析背景星的亮度变化与时长，即可评估该流浪行星的质量信息。

一般来说，木星质量的流浪行星所引发的光变时长约为1天左右，地球质量的流浪行星所引发的光变时长大概只有几个小时左右。目前，天文学家正是通过筛选光变时长小于两天的微引力透镜事件，来寻找质量介于地球到木星质量之间的流浪行星候选体。

图 2：OGLE发现的6个短时长微引力透镜事件。图源：Mroz, P. et al. 2017, No large population of unbound or wide-orbit Jupiter-mass planets, 10.1038/nature23276

2017年，来自波兰的OGLE（Optical Gravitational Lensing Experiment）观测组织公布了6个时长小于0.4天的微引力透镜事件，这些事件可能是由于1-10个地球质量的流浪行星引发。鉴于OGLE的探测灵敏度很低，流浪行星乃至流浪地球可能在宇宙中相当普遍。

计划于2025年左右发射广域红外巡天太空望远镜WFIRST，预计将执行（约）432天的微引力透镜搜寻任务，或许会为流浪行星的起源与数目之谜揭晓答案，让我们拭目以待。

（北京天文馆）

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