我国学者率国际团队首次确证流浪行星候选体的行星身份

日期:2026-01-06  来源: 数学物理科学部     作者: 颜景志、何成   【 】   【 打印 】  【 关闭

  在国家自然科学基金项目(批准号:12133005)等资助下,北京大学东苏勃率国际团队,借助罕见的天地同步观测机遇,首次实现了对流浪行星候选体的直接质量测量。结果表明,该天体的质量与土星相当,从而首次确证了流浪行星候选体的行星身份。该成果以题为“A free-floating-planet microlensing event caused by a Saturn-mass object”的论文于2026年1月1日发表在《科学》(Science)期刊上,论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv9266。《科学》同期还发表了英国伦敦玛丽女王大学专家 Gavin A. L. Coleman受邀撰写的Perspective,对该工作进行评述,链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.aed5209。

  流浪行星不围绕恒星转动,而是独自漂泊在星际空间。探测这类隐匿天体的方法是微引力透镜效应:当天体恰好从背景恒星前方掠过时,其引力场会像透镜一样偏折星光,使背景恒星在短时间内增亮。此前人们已发现约10颗流浪行星候选体;然而长期以来,对质量这一核心性质只能借助统计模型粗略估算,无法实现直接的精确测量。这导致其行星身份一直缺乏直接证据,也阻碍了对其起源的可靠追溯。

  2024年5月初,两个地面巡天项目探测到由一颗流浪行星候选体(KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516)引起、持续约两天的增亮信号;与此同时,距地球约150万公里的盖亚卫星也恰巧完成了对该事件多达6次的测量——这样的机遇在盖亚超过十年的服役期内仅此一次。研究人员测量到了“微引力透镜视差效应”:地面与盖亚视角下的亮度峰值存在约两小时的时间差,进而借此测定了天体距离和质量,表明其质量约为木星质量的22%。这一精确质量测量结果排除了褐矮星或恒星的可能性,首次为流浪行星候选体确证了行星身份。分析结果支持该行星的动力学起源——它可能是从原生行星系统被“抛射”出来的。

  这项工作标志着流浪行星研究步入精确刻画的新阶段,其所发展的方法为下一代空间巡天望远镜开展系统性的流浪行星探测铺设了道路,如NASA罗曼空间望远镜、中国空间站巡天空间望远镜(CSST)和“地球2.0”(ET)卫星等。未来空间巡天的大样本观测有望揭示流浪行星的出现率、质量分布函数以及形成机制,从而更深入地理解行星系统的形成与演化历程。


  图 地面与太空中的望远镜同步捕捉到一次微引力透镜事件,研究人员运用视差效应,测定了该流浪行星候选体的距离与质量(绘画:喻京川)