地面与太空望远镜同步观测 首次精确测定距离和质量
一颗曾经摆脱恒星引力、在宇宙中孤独漂泊的“土星级”行星被韩国观测网络捕捉到。韩国和欧洲的地基与空间望远镜在同一时刻捕捉到这一现象,国际团队首次成功同时精确测定这颗“独行行星”的距离和质量。揭示这一不可见天体真实“身份”的关键线索,来自韩国构建的连续观测网络。
宇宙航空厅2日表示,由韩国天文研究院参与的国际联合研究团队,利用韩国的系外行星探测系统KMTNet和欧洲航天局(ESA)的“盖亚”空间望远镜,发现了一颗质量相当于土星级别的独行行星。
此次确认的独行行星编号为“KMT-2024-BLG-0792”,质量约为土星的0.7倍。它距离地球约1万光年,不受中心恒星引力束缚,在银河空间中自由移动,被归类为独行行星。
24小时观测网络与空间望远镜的“同时捕捉”
所谓独行行星,是指摆脱中心恒星引力、在宇宙中独自漂泊的行星。由于本身不发光、也没有伴星,难以直接观测,只能通过其对背景恒星光线产生弯曲的引力微透镜现象来发现。这一过程中,用来表征光线弯曲程度的尺度被称为爱因斯坦半径。
以目前的技术,独行行星只能通过引力微透镜现象来发现。引力微透镜是指不可见天体的引力使背景恒星的光线发生弯曲,导致其亮度短暂增强的现象,由于持续时间很短,连续观测能力成为关键。KMTNet在智利、澳大利亚和南非共和国部署了3台望远镜,可以实现24小时不间断观测,具备不漏掉这类短暂信号的优势。
研究团队先通过KMTNet捕捉到引力微透镜信号,再结合盖亚空间望远镜在同一时段内对同一区域进行的、历时16小时共6次的观测数据,精确推算出这颗行星的距离和质量。这是首次将地基望远镜与空间望远镜的同步观测数据结合起来,准确解析独行行星的物理量。
这一成果的学术意义也十分重大。迄今为止,通过引力微透镜方法发现的9颗独行行星全部位于被称为“爱因斯坦沙漠”的特定爱因斯坦半径范围(约9至25微角秒)之外。而此次发现的行星是首个在这一范围内部确认的案例,被认为为拓展关于独行行星形成与分布的既有理论提供了重要线索。
本次研究由中国北京大学和韩国天文研究院共同完成。论文第一作者兼通讯作者是北京大学教授Dong Subo,第二作者是同校研究员Wu Zexuan。韩国方面,韩国天文研究院的Ryu Yunhyeon博士担任第三作者,Lee Chunguk博士担任通讯作者,天文研究院引力微透镜研究团队的多名研究人员亦以合著者身份参与。
宇宙航空厅宇宙科学探测部门负责人Kang Gyeongin表示:“依托韩国天文研究院构建的KMTNet优异性能,我国在利用引力微透镜发现系外行星、尤其是独行行星方面发挥着引领作用。今后也将通过地基望远镜与国际空间望远镜的同步观测,不断产出新的宇宙科学成果。”
本次研究成果以“A free-floating-planet microlensing event caused by a Saturn-mass object(由一颗土星质量天体引发的独行行星引力微透镜事件)”为题,于2026年1月1日(美国东部时间)发表在国际学术期刊《科学》上。
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