柯伊伯带中可能有多少颗行星？

熊明青

柯伊伯带中可能有多少颗行星？信用:Pixabay/CC0公共领域

（）据今日宇宙（劳伦斯·托格内蒂）：最近发表在天体物理学杂志《快报》上的一项研究调查了火星大小的自由漂浮行星(FFP)的潜在存在，这些行星也被称为流氓行星、无恒星行星和流浪行星，它们可能在很久以前被我们的太阳引力捕获，并在距离太阳大约1400个天文单位(AU)的外太阳系中运行。作为背景，太阳系中已知最远的行星是冥王星，它的轨道距离太阳大约39天文单位，也是柯伊伯带的一部分，科学家估计柯伊伯带延伸到距离太阳1000天文单位。

这项研究是在科学家们目前估计我们的银河系中可能存在数十亿，如果不是数万亿的FFP的情况下进行的，最近提交的一项研究使用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的数据确定了540个潜在的木星大小的流氓行星候选者，其中一些假设是成对的红色行星，也称为双星流氓行星。随后，最近提交的另一项研究也调查了这些双星流氓行星的起源和演化。

科学家们目前假设流氓行星是由两种情况形成的:作为他们自己太阳系的一部分，但后来不知何故被喷射到宇宙中，或者它们是孤立形成的。但是总体来说，研究自由漂浮的行星有什么意义呢？

“我们可以从自由漂浮的行星中学到三个有趣的天体物理学领域，”普林斯顿大学天体物理学系的博士生、该研究的唯一作者Amir Siraj告诉《今日宇宙》。“第一个是行星系统的形成——自由漂浮的行星表面上是行星系统形成过程的副产品，因此研究它们可以帮助解释像我们这样的行星系统是如何形成的。

“第二个是可居住性——自由漂浮的行星可能远远超过束缚行星，所以如果它们中的任何一部分有能量预算可以支持液态水的区域，自由漂浮的行星可能会共同代表宇宙中可居住房地产的重要地带。

“第三是与恒星和行星系统的动态相互作用——因为自由漂浮的行星不局限于任何特定的恒星，它们在星系中漫游，可以与许多不同的恒星和行星系统发生动态相互作用。”

Siraj告诉《今日宇宙》,这是他在这项研究中影响的第三个领域，因为他探索了在我们太阳系大约45亿年的历史中，FFPs可能被我们太阳系捕获的可能性。

在这项研究中，Siraj使用计算机模型模拟了外太阳系捕获FFP的可能性，同时纳入了无数因素，包括半长轴、偏心率和FFP的观测时间。

在进行了大约100，000，000次模拟后，结果表明，在太阳系外围距离太阳大约1，400天文单位的地方，可能存在火星大小甚至水星大小的行星体，Siraj在研究中指出，距离可能在600至3，500天文单位之间。但是，与气态巨行星相比，在太阳系外围如此遥远的地方，一颗类地行星有什么意义呢？

“由于这颗行星将是一颗前系外行星，详细研究它将揭示大量关于行星如何围绕其他恒星形成的信息，”Siraj告诉《今日宇宙》。“它是一颗类地行星的事实意味着它的表面可能是岩石——这非常令人兴奋，因为这意味着通过研究它的表面，我们可以从总体上了解类地系外行星的可居住性。”

Siraj在他的研究中建议，未来的工作可能包括更好地了解如何首先捕获流氓行星，以及调查观察测试，以确定在天空中何处寻找流氓行星。他还指出，根据过去的研究，微透镜是如何成为识别流氓行星的首选方法的。