迷失在太空：ESO确认首颗流浪行星

借助欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜和加拿大—法国—夏威夷望远镜，天文学家鉴别出一个高度疑似流浪行星的天体，它独自在太空漫游，而不是像普通行星那样跟随在母恒星周围。这是迄今为止最令人激动的自由行星候选者，并且是此类天体中离太阳系最近的：仅约100光年。因为它比较近，附近又没有明亮恒星的干扰，团队因此得以详细研究它的大气细节。该天体还让天文学家得以预览未来仪器准备拍摄的围绕其他恒星的系外行星的图像。

流浪行星艺术想象图，大图下载：24.8MB，版权：ESO，L. Cal?ada，原作者群体，下同。

自由行星是不依赖任何恒星，在太空中漫游的行星质量的天体。也许过去也发现过此类行星（注1），但由于不知道它的年龄，天文学家无从确定它是真正的行星还是“失败”的恒星——棕矮星，一类由于没有足够质量从而无法触发核反应而像恒星那样发光的天体。

但天文学家现在发现了编号为CFBDSIR2149的天体（注2），它看似属于就在我们附近的年轻恒星流——剑鱼座AB移动星群。研究者在加拿大—法国—夏威夷望远镜的观测数据中发现了它，然后利用ESO强大的甚大望远镜（VLT）研究它的属性（注3）。

剑鱼座AB移动星群是离太阳系最近的年轻星群，它们的成员恒星一起穿过太空，并被认为形成于同一时间。假如这个天体与移动星群相关——因此也是年轻的天体，就能推测它更多的属性，比如温度、质量、以及大气性质等（注4）。剩下的一种小可能是它与星群无关。

NTT的SOFI仪拍摄的剑鱼座AB移动星群，疑似行星位于图像正中，以十字线标出，天球坐标：赤经21h49m47.24s，赤纬-4°3'9.13"。

新发现天体与移动星群的关联是天文学家得以确定其年龄的关键线索（注5）。这是首次鉴定一个移动星群中孤立行星的质量，而它与移动星群的关联使得它成为迄今最有趣的自由行星候选者。

研究团队的首席作者、法国国家科学研究中心（CNRS）格勒诺布尔天体物理和行星研究所、约瑟夫?傅立叶大学的菲利普?达拉姆（Philippe Delorme）解释说：“寻找一个绕恒星旋转的系外行星，就相当于发现位于遥远汽车的强力前大灯1厘米旁的一只萤火虫。而这个自由行星为我们提供了在没有汽车耀眼灯光干扰的条件下，详细研究一只萤火虫的机会。”

像CFBDSIR2149这样的自由行星，被认为它们是与普通行星一样形成的，然后被逐出系统而流浪；也可能像红矮星或棕矮星那样单独形成。不论哪种原因，它们都是很吸引人的：无论作为没有恒星的孤独行星，或作为从超大质量恒星到最小棕矮星序列的最小天体。

上图的放大图，图像是伪彩的，红绿蓝分别对应近红外的K、H、J波段，或2.2、1.65、1.25微米。

菲利普继续解说：“这些天体很重要，因为它们要么能帮助我们更好地理解行星可能从原始系统中逐出，要么能了解恒星诞生过程中能形成的最小天体。假如这个小天体是被从原始系统中逐出的行星，它立刻让我们联想到漂流在虚无太空中的孤独世界。”

这种行星可能很多——甚至与普通恒星一样多（注6）。假如CFBDSIR2149与剑鱼座AB移动星群无关，那么了解它的属性就更加棘手，它也可能是小型棕矮星。两种情节都提出了关于恒星和行星形成、表现的重要问题。

菲利普总结道：“进一步的工作将确认CFBDSIR2149是颗自由行星，它将作为参考基准，让我们了解未来更高分辨率图像系统将发现的类似系外行星的物理过程，包括将安装在VLT上的高分辨率偏振光谱分析法系外行星搜索仪（SPHERE）。”

附注

1、此前就发现了多个此类候选行星（分别发表在《科学》、《自然》、《皇家天文学会通讯》等期刊上）。这类天体在上世纪90年代开始被天文学家了解，因为他们发现棕矮星和行星的界限很难确定。更新的研究推测银河系中可能存在巨量的此类小天体，两倍于现存的主序星数量。

2、该天体是在加拿大—法国棕矮星巡天（CFBDS）的红外扩展巡天中被发现的，该项目搜寻寒冷的棕矮星。该天体由此编号CFBDSIR J214947.2-040308.9（数字代表坐标）。

实际观测到的红外光谱（红）与最佳拟合模型。

3、团队同时使用位于夏威夷的CFHT望远镜的广域红外相机（WIRCam）和ESO位于智利的新技术望远镜（NTT）上的近红外光谱仪（SOFI）观测该天体。观测在不同的时间进行，以便天文学家从中测量、比较剑鱼座AB移动星群成员的自行。而对该天体大气的详细分析由ESO安装在智利帕拉纳尔天文台VLT上的“交叉火力”（X-Shooter）光谱仪实施。

4、在该行星与剑鱼座AB移动星群关联的条件下，它的质量约为4～7个木星，表面有效温度约430℃。它的年龄与星群相当：500～1200万年。

PDF插图，剑鱼座AB移动星群与CFBDSIR2149（红线）自行的对比。

5、团队分析了该天体的自行——运动产生的每年运动角度的变化，确定它有87%的概率属于剑鱼座AB移动星群，并且有95%以上的几率是年轻的行星，而不是老年的“失败”恒星。在此之前已经发现了极年轻星团外的、遥远得多的流浪行星候选者，但没法仔细研究。

6、自由行星也可通过在恒星前方经过而显形。此时，背景恒星的光会被行星的引力扭曲、放大，使恒星突然变亮——微引力透镜效应。对银河系进行的微引力透镜巡天，比如OGLE项目，也能发现流浪行星（详见http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-6385-1.htm）。

团队研究报告将刊登在2012.11.14出版的《天文学和天体物理学》期刊上，标题：“CFBDSIR2149-0403，年轻的剑鱼座AB移动星群中一颗质量在4~7个木星间的流浪行星？”