周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫專欄

周三 · 風月同天 | 周四 · 觀測指南

周五 · 深空探測 | 周六 · 茶余星話 | 周日 · 太空探索

原作：Robert Lea

翻譯：張家媛

編排：鄧宇

后臺：李子琦

原文鏈接：https://www.space.com/hypervelocity-star-drags-fastest-exoplanet-1-million-mph

插圖：一顆類似海王星的行星被其母行星拖曳穿越太空，同時展示了銀河系中心附近恒星的速度，越長且越紅的軌跡代表恒星運動速度越快。圖片來源：Robert Lea (使用Canva制作) / NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

這是一只鳥？還是一架飛機？都不是，這是超級海王星！不過，這顆模仿超人般的行星并不是獨自在太空中飛馳。它正被母行星拖拽著前進。

NASA的科學家們發現了一顆疑似超高速恒星，正拖著一顆類似海王星的行星在太空中疾馳。這個系統似乎以每小時120萬英里（每小時190萬公里）的驚人速度移動。如果這一發現得到證實，這將是迄今為止觀測到的最快的系外行星系統。

"我們認為這是一顆所謂的超級海王星，圍繞著一顆低質量恒星運行，如果它在我們的太陽系中，其軌道距離將介于金星和地球之間，"NASA戈達德太空飛行中心的研究員、該團隊負責人肖恩·特里（Sean Terry）在接受Space.com采訪時表示。 "如果是這樣，它將成為有史以來發現的第一顆繞超高速恒星運行的行星。"

這一系統的發現最早可以追溯到2011年，當時通過一次巧合的對齊以及愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論中首次預測的現象，科學家們得到了初步線索。

當行星經過與其無聯系的背景恒星時，引力透鏡效應對行星獵手來說變得非常有用。這些行星扭曲空間的方式會導致從地球觀測時恒星位置的微小偏移。

此插圖展示了一個夸張的微型引力透鏡效應場景。（圖片來源：Robert Lea（使用Canva制作））

因此，這種被稱為“微引力透鏡”的效應可以用來探測太陽系以外的暗行星，而這些行星使用傳統的光學天文學方法實際上是看不見的。

是恒星&行星，

還是行星&衛星？

在這種情況下，研究團隊檢測到一個微引力透鏡信號，表明存在兩個天體。他們確定其中一個透鏡天體的質量大約是另一個的2300倍，但由于距離太遠，無法確定這兩個天體的確切質量。

“確定質量比很容易，” 馬里蘭大學帕克分校和NASA戈達德的高級研究科學家、團隊成員大衛·貝內特（David Bennett）說。 “但計算它們的實際質量要困難得多。”

貝內特是2011年發現背后的團隊成員之一，當時他們推測這兩個透鏡天體可能是一顆質量約為太陽五分之一的恒星和一顆質量是地球29倍的行星。

另一種可能是，第一個天體是一顆更近的“流浪行星”，沒有母星，質量約為木星的4倍。這將使第二個透鏡天體成為與這顆行星的衛星。

此插圖展示了銀河系中心附近的恒星。每顆恒星都有一個彩色軌跡顯示其速度——軌跡越長、越紅，恒星移動得越快。（圖片來源：NASA/JPL-Caltech/R. Hurt（Caltech-IPAC））

為了結束這種困惑，貝內特加入了新的團隊，他們開始仔細分析夏威夷凱克天文臺和恒星追蹤航天器蓋亞（Gaia）收集的數據。

研究團隊推斷，如果這對透鏡天體確實是一顆流浪行星及其衛星，那么在缺乏背景星光透鏡效應的情況下，它們將是不可見的。

然而，如果這是一顆恒星拖拽著超級海王星，那么盡管行星本身太暗而無法被直接觀測到，但恒星的光應該使其可被識別。

這一搜索似乎取得了成功。研究人員發現了一顆距離地球約24,000光年的極為可疑的恒星。這顆恒星位于銀河系的中心凸起區域，那里的天體密集分布。

隨后，研究團隊查看了這顆恒星在2011年的位置，并將其與2021年的位置進行了比較。十年間位置的變化揭示了該系統的高速運動。

年輕的恒星LL Ori及其周圍的弓形激波，由哈勃望遠鏡拍攝。（圖片來源：NASA和哈勃遺產團隊（STScI/AURA）；致謝：C. R. O’Dell（范德比爾特大學））

盡管科學家們估計這顆恒星正以每小時120萬英里的速度拖拽著它的系外行星，但他們目前所研究的只是它在二維空間中的運動。

這個恒星系統可能還在向地球靠近或遠離地球。如果是這樣，它的速度可能會超過每小時130萬英里（每秒600公里）。

這一點非常重要，因為這一速度超過了銀河系的逃逸速度。這意味著這顆超高速恒星及其行星可能注定要逃離銀河系，進入星際空間，盡管這一過程將需要數百萬年。

研究團隊現在將嘗試最終確定2011年發現的透鏡天體是否確實是這顆嫌疑恒星。

“如果高分辨率觀測顯示這顆恒星只是保持在相同的位置，那么我們可以確定它不是引發信號的那個系統的一部分，”團隊成員、馬里蘭大學研究員阿帕娜·巴塔查里亞（Aparna Bhattacharya）說。“這將意味著流浪行星和外衛星模型更有可能成立。”

除了這個系統之外，該團隊和其他科學家現在將嘗試發現更多與超高速恒星相關的行星。當南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）于2027年5月發射時，這一搜索將得到極大推動。

羅曼望遠鏡還可能幫助揭示一些恒星以如此驚人速度飛行的原因。

“在這種情況下，我們利用MOA望遠鏡的廣視野進行初步觀測，然后使用凱克望遠鏡和蓋亞望遠鏡進行更高分辨率的后續觀測，但得益于羅曼望遠鏡的強大視野和計劃中的觀測策略，我們將不再需要依賴其他望遠鏡，”特里說。“羅曼望遠鏡將完成所有工作。”

該團隊的研究于2月10日（周二）發表在《天文學雜志》（The Astronomical Journal）上。

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號：astronomycn

美國國家航空航天局（NASA）的羅曼太空望遠鏡項目已成功集成了重要組件，增強了其研究暗物質和系外行星等天文現象的能力。該項目仍將按計劃于 2026 年完成，并計劃于 2027 年 5 月發射。資料來源：美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心

謝謝閱讀