臺北市立天文科學教育館

並非所有行星都能像地球一樣幸運，擁有像太陽系這樣穩定的家園——有些行星註定要在宇宙中孤獨地流浪。近日，天文學家首次成功測量出一顆這類「孤獨世界」的質量與距離。

這顆行星的質量約為木星的五分之一，位於距離地球不到一萬光年的地方，朝向銀河系中心的方向。根據其體積推測，它最初極可能是在某個行星系統中形成的，再經過一陣重力彈射的連鎖反應而被驅逐出母恆星系。

要看見這些不發光的孤兒，天文學家利用了愛因斯坦預言的物理現象。

• 重力透鏡（Gravitational Lensing）：根據廣義相對論，大質量的天體（如星系團）會像「空間裡的沉重鉛球」一樣彎曲周圍的時空。當光線經過時，路徑會隨著彎曲的時空而轉向，這就像一塊巨大的放大鏡，能把後方的光線放大或扭曲。
• 微重力透鏡（Microlensing）： 如果這個「放大鏡」不是巨大的星系，而是一顆小小的流浪行星，現象就稱為「微」重力透鏡。因為行星質量小，它產生的扭曲極其微弱且短暫，我們無法看到變形的影像，只能觀察到背景恆星的亮度在短時間內突然「變亮了一下」。

通常要算出流浪行星的質量，必須先知道它離我們多遠，但它在黑暗中飛行，沒有周遭環境參考，很難直接計算距離。但是這一次的事件運氣極佳，2024年5月3日，地面的多座望遠鏡捕捉到了它，而當時距離地球150萬公里的蓋亞太空望遠鏡（Gaia）也同時觀測到了。

圖說：不同觀測儀器同時觀察此事件的示意圖，地面望遠鏡與蓋亞的觀測角度及時間有些微差異。

這個巧妙的距離就如同我們的雙眼，由於「兩眼」所觀察行星的角度有微小差異，遠方恆星光線變亮的時間點也會有先後之分，透過這種視差原理，科學家成功推導出距離，從而算出它的質量，它距離地球9,785光年，質量約為木星的22%，由於是透過韓國微重力透鏡望遠鏡網（Korea Microlensing Telescope Network）取得的觀測資料，因此該行星的代號為KMT-2024-BLG-0792。

這項研究不僅證實了流浪行星的形成機制，也為2027年即將發射的羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope，簡稱RST）奠定了基礎，在不久的未來，我們將有能力觀測到更多這類不依附恆星、在黑暗中獨自飛行的流浪世界，相關的研究發表於《科學》期刊。（編譯／許晉翊）

資料來源：Science Alert