在浩瀚宇宙中，大多數(shù)行星沿著既定軌道圍繞恒星運(yùn)行，但也有一些行星因未知原因脫離軌道，成為在星際空間中獨(dú)自漂泊的“流浪行星”。這些神秘的天體不圍繞任何恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，也不反射恒星光芒，因此極難被探測(cè)到。然而，天文學(xué)家近期取得了一項(xiàng)突破性進(jìn)展——他們首次同時(shí)測(cè)定了一顆流浪行星的質(zhì)量和與地球的距離，為研究這類特殊天體提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)系外行星探測(cè)方法高度依賴宿主恒星的存在。例如，凌日法通過(guò)觀測(cè)行星遮擋恒星光線時(shí)的亮度變化來(lái)發(fā)現(xiàn)行星，而徑向速度法則通過(guò)檢測(cè)恒星因行星引力產(chǎn)生的微小擺動(dòng)來(lái)確認(rèn)行星。然而，流浪行星沒(méi)有宿主恒星，且自身不發(fā)光，這使得傳統(tǒng)方法完全失效。天文學(xué)家唯一能借助的，是微引力透鏡效應(yīng)——當(dāng)流浪行星恰好經(jīng)過(guò)遙遠(yuǎn)恒星與地球之間時(shí)，其引力會(huì)像透鏡一樣彎曲并放大背景恒星的光線，從而被望遠(yuǎn)鏡捕捉到。

盡管微引力透鏡能揭示流浪行星的存在，但長(zhǎng)期以來(lái)存在一個(gè)技術(shù)難題：由于無(wú)法同時(shí)確定行星與地球的距離，天文學(xué)家只能根據(jù)光線變化曲線估算行星質(zhì)量，而相同的光線變化可能由不同質(zhì)量和距離的組合產(chǎn)生，這種現(xiàn)象被稱為“質(zhì)量-距離簡(jiǎn)并”。這一限制導(dǎo)致此前發(fā)現(xiàn)的流浪行星質(zhì)量大多只能給出范圍，而非精確值。

此次突破得益于一次罕見的幾何排列。編號(hào)為KMT-2024-BLG-0792和OGLE-2024-BLG-0516（由不同團(tuán)隊(duì)獨(dú)立命名）的流浪行星在經(jīng)過(guò)銀河系內(nèi)一顆紅巨星前方時(shí)，其微引力透鏡效應(yīng)被地球上的多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡以及歐洲航天局的蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡同時(shí)觀測(cè)到。更關(guān)鍵的是，蓋亞當(dāng)時(shí)恰好處于能精確測(cè)量視差的位置——通過(guò)對(duì)比不同觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差異和光線放大程度，研究團(tuán)隊(duì)首次打破了“質(zhì)量-距離簡(jiǎn)并”的限制，同時(shí)計(jì)算出行星的質(zhì)量和距離。

數(shù)據(jù)顯示，這顆流浪行星的質(zhì)量約為木星的22%，略低于土星，距離地球約3000秒差距（近1萬(wàn)光年）。光譜分析進(jìn)一步確認(rèn)，其經(jīng)過(guò)的背景恒星是一顆紅巨星。研究團(tuán)隊(duì)指出，此前發(fā)現(xiàn)的流浪行星質(zhì)量普遍低于木星，支持它們起源于原行星盤后被拋出的理論；而更大質(zhì)量的自由漂浮天體更可能是褐矮星——這類“失敗恒星”因質(zhì)量不足無(wú)法點(diǎn)燃核聚變，但質(zhì)量又超過(guò)行星上限。

這一發(fā)現(xiàn)還為理解“愛(ài)因斯坦沙漠”現(xiàn)象提供了線索。微引力透鏡事件在行星質(zhì)量與距離的分布圖中存在一段空白區(qū)域，被稱為“愛(ài)因斯坦沙漠”，它恰好位于行星與褐矮星的分界線上。研究認(rèn)為，這一空白反映了動(dòng)力學(xué)過(guò)程的差異：質(zhì)量更大的天體因引力束縛更強(qiáng)，被拋出的概率更低，因此更可能留在原行星系統(tǒng)中或處于寬軌道上，而非成為流浪行星。

“劇烈的引力相互作用不僅塑造了束縛態(tài)行星的軌道特征，也決定了哪些天體會(huì)被驅(qū)逐成為流浪行星。”研究論文寫道。此次突破不僅為流浪行星的起源研究提供了直接證據(jù)，也展示了多望遠(yuǎn)鏡協(xié)同觀測(cè)與微引力透鏡視差測(cè)量的潛力。隨著更多類似事件的被發(fā)現(xiàn)，人類對(duì)這類孤獨(dú)旅行者的認(rèn)知或?qū)⒂瓉?lái)全新篇章。