有史以來第一次通過引力微透鏡在另一個星系發現行星

【博科園-科學科普-App：博科園（也可關注「博科園」看更多）】第一次證實發現了太陽系之外的行星。太陽系外行星是一個開創性的事件。雖然最初的發現僅僅是使用地面觀測台，因此很少有，但研究系外行星的研究隨著太空望遠鏡如開普勒太空望遠鏡的部署而大幅增長。截至2018年2月1日2794個系統已經確認了3728個行星，622個系統擁有不止一個行星。但是現在多虧了來自俄克拉荷馬大學的天體物理學家們的一項新研究，發現了銀河系之外的第一顆行星！利用愛因斯坦的廣義相對論預測的技術，這個研究小組發現了大約38億光年之外星系中的行星的證據。

利用微透鏡，一組天體物理學家發現了第一個外星系的行星！圖片版權：NASA/Tim Pyle

這項研究詳細描述了他們的發現，標題為「用類星體微透鏡探測銀河系外星系的行星」，最近發表在《天體物理學雜誌快報》上。這項研究是由美國俄克拉荷馬大學(University of Oklahoma)荷馬·l·道奇(Homer L. Dodge)物理學和天文系的博士後研究員兼教授、博士後兼博士生愛德華多·格雷拉(Eduardo Guerras)進行的。使用了引力微透鏡技術，該技術依賴於遙遠物體的引力來彎曲和聚焦來自恆星的光。

當一顆行星經過恆星相對於觀測者(即製造一種交通工具)的前方時，光會被測量，然後被用來確定行星的存在。在這方面引力微透鏡是一個縮小版的引力透鏡，其中一個中間物體(像一個星系團)被用來聚焦從一個星系或它以外的其他大物體發出的光。它還包含了一種高效的傳輸方法的關鍵元素，在這種方法中，恆星在亮度上被監測，以顯示出系外行星的存在。

這是唯一一個能夠在很遠的距離外探測到太陽系外行星的方法(根據數十億光年的順序)，研究小組還利用美國宇航局的錢德拉x射線天文台的數據，研究了一個被稱為RX J1131-1231的遙遠類星體。具體來說該團隊依賴於位於RX J1131-1231中心的超大質量黑洞(SMBH)的微透鏡特性。他們還依靠OU超級計算中心的教育和研究來計算他們使用的微透鏡模型。從這一點上觀察到直線能量的變化，這隻能解釋為，在類星體的恆星之間存在大約2000個未被束縛的行星，這些恆星的大小從像月球到木星的大小不等。

引力透鏡RX J1131-1231星系與透鏡星系在中心和四個透鏡背景類星體。據估計在這個圖像中，中央橢圓星系中有數萬億顆行星。圖片版權：University of Oklahoma

正如新育代在最近的俄克拉何馬大學新聞稿中所解釋的：對這個發現感到非常興奮。這是第一次有人在銀河系外發現行星。這些小的行星是我們在這項研究中使用微透鏡技術觀察到的最佳候選。通過對數據進行建模來確定質量，從而分析了特徵的高頻率。在銀河系中使用微透鏡技術發現了53顆行星，這是第一次在其他星系中觀測到行星。就像第一個被證實的太陽系外行星的發現一樣，科學家們甚至在這個研究之前都沒有發現其他星系中存在的行星。因此這一發現將我們太陽系外行星的研究提升到了一個全新的水平！

正如Eduardo Guerras所指出的，這一發現得益於近年來在建模和儀器方面的改進：這是一個例子，說明了對外微透鏡的分析技術有多麼強大。這個星系距離地球38億光年，沒有任何機會直接觀測這些行星，即使是在科幻小說中可以想像的最好的望遠鏡。然而能夠研究它們，揭示它們的存在，甚至對它們的質量有一個概念，這是非常酷的科學。

在未來，系外行星的發現很可能會在銀河系內外進行。圖片版權：NASA

在未來幾，將會有更先進的天文台，這將使更多的發現。這些包括太空望遠鏡，如詹姆斯韋伯太空望遠鏡(計劃於2019年春季發射)和地面觀測站，如ESO的超大號望遠鏡，超大望遠鏡(VLT)，超大望遠鏡(ELT)和巨像望遠鏡。在這一時刻，這些發現中的一些將會出現在鄰近的星系中是很有可能的。也許我們可以開始確定行星在我們的宇宙中有多普遍。目前據估計，光是銀河系就有可能多達一千億顆行星，但估計有1到2萬億個星系在宇宙中。

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參考：University of Oklahoma, The Astrophysical Journal Letters

作者：Matt Williams

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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