两个太空望远镜寻找宇宙中的流浪行星

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到目前为止,我们发现的系外行星大多都依赖对其母恒星的测量:要不是藉由行星经过恒星前方时造成的亮度下降,就是透过行星重力对恒星造成的摆动,并从光谱的多普勒效应观察。但是宇宙中或许也存在着被抛出恒星系统的流浪行星,它们不会发出太多的光因此难以察觉它们的存在。为了找到这些流浪行星,我们必须用另一种方法:重力微透镜。

根据爱因斯坦广义相对论,当行星经过背景恒星前方时,在重力作用下会短暂地聚焦它后面的背景恒星的光,使得背景恒星在观测者眼中暂时变亮(可能是几秒到几年的时间尺度)。尽管我们并未直接看到前景行星,但我们可以从背景恒星亮度推断出它的存在。

通过重力微透镜探测行星的示意图
通过重力微透镜探测行星的示意图

不过重力微透镜并不能直接告诉我们流浪行星的质量。这是因为亮度增加事件的时间不只与行星质量有关,也和流浪行星的自行运动速度有关。不过,如果我们可以同时从两个相隔足够远的位置观察到一个重力微透镜事件呢?透过视差以及两个位置观测到的亮度差异,我们就能计算出流浪行星的自行运动速度。

NASA的广域红外巡天望远镜(WFIRST)计划于2020年中发射,其主要任务目标之一就是进行广视野摄影,也许能透过重力微透镜探测数百个流浪行星,以及许多拥有母恒星的行星。至于第二只眼,拉斯康柏瑞斯天文台的科学家Etienne Bachelet和俄亥俄州州立大学的Matthew Penny提出,欧洲太空总署计画中的Euclid任务正是我们所需要的。将于2022年发射的Euclid将具有与WFIRST类似的广视野摄影能力,只要两颗卫星相距100,000 km或更远,它将能够进行重力微透镜的视差测量。

美国NASA的WFIRST望远镜的想像图
美国NASA的WFIRST望远镜的想像图

有了这两只眼睛的帮助,或许我们能找到更多宇宙中的流浪行星,了解行星的演化历程。

本文来自网络,不代表黑科技立场,转载请注明出处:https://www.108hei.com/archives/1342

作者: thinkou

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