藉助一個超大質量黑洞和阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論，一組研究人員表示，他們首次探測到銀河系以外的行星。
研究人員說，在我們的星系中發現行星已經夠困難了；在更遙遠的星系中發現它們更具挑戰性。
“即使在銀河系中，系外行星也很難探測到，”俄克拉荷馬大學的天文學家、這項新研究的合著者戴新宇透過電子郵件告訴 Space.com。“星系離我們更遠，因此探測其他星系中的行星將困難得多。”[系外行星：太陽系以外的世界]
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戴和他的合著者愛德華多·格拉斯使用美國宇航局的錢德拉X射線天文臺研究了距離地球38億光年遠的星系中心的超大質量黑洞周圍的環境。該星系是一個類星體的所在地，這是一個極其明亮的光源，據認為是當一個非常大的黑洞加速其周圍的物質時產生的。但研究人員表示，他們的研究結果揭示了地球和類星體之間星系中行星的存在。
此外，科學家們表示，結果表明，在大多數星系中，每顆恆星大約有2,000顆自由漂浮的行星。這意味著在類星體和銀河系之間的星系中，可能存在數萬億顆無星的行星在移動。
銀河系以外的世界
當戴和格拉斯將錢德拉望遠鏡轉向類星體RX J1131-1231時，他們希望利用愛因斯坦的廣義相對論預測的自然放大鏡——一種稱為引力透鏡或微透鏡的程式——來了解更多關於產生類星體的黑洞的資訊。當來自更遙遠星系（在這種情況下，是包含類星體的星系）的光線在前景中一個較小的星系周圍傳播時，引力放大了類星體星系的光線，使天文學家更容易看到可能太遙遠而無法觀察到的特徵。
戴說：“觀測的最初目的是研究超大質量黑洞的環境。”
當戴和格拉斯檢查類星體透鏡產生的四個影像時，他們注意到每個影像都與其他影像略有不同。來自背景類星體的光線分成四條路徑，產生四個類星體影像。如果星系是質量均勻分佈的單一塊，那麼每條光路都會發生相同的偏移。但是星系要混亂得多，恆星在某些區域緊密聚集，而在其他區域則分佈得更稀疏。在考慮了恆星可能扭曲結果的程度後，研究人員得出結論，無法解釋的變化可能來自（較近）透鏡星系中行星引起的引力透鏡。（微透鏡已經被用作一種技術來尋找我們星系中的系外行星。）
在過去的十年中，錢德拉望遠鏡觀察了類星體38次，研究人員在這些觀測中發現了類似行星的特徵。雖然這些差異可能來自黑洞周圍吸積盤中的“熱點”，但之前的研究（戴也參與其中）得出結論，這不太可能。
透過檢查透鏡星系產生的單個影像如何移動，研究人員能夠估計有多少自由漂浮的世界可能對這種效應負責。雖然估計的行星數量因單個世界的大小而異，但研究人員估計，前景星系中每顆恆星可能有多達 2,000 個自由漂浮的世界。這些世界很可能與行星系統一起形成，但被另一個氣體巨星丟擲，很像木星清理了年輕的太陽系。
每顆行星的大小都在地球的衛星和木星之間。但大多數被丟擲的世界可能沒有那麼小。在較大的尺寸下，每 10 顆恆星中可能就有一顆自由漂浮的木星大小的世界，這個數字與銀河系中自由漂浮行星的估計值一致，戴說。
研究人員只能估計沒有恆星漂浮的世界的數量，而不是那些圍繞太陽執行的世界。研究人員說，這是因為圍繞軌道執行的世界的引力被它們更大的恆星顯著地掩蓋了。
波蘭華沙大學的研究員普熱梅克·姆羅茲透過電子郵件告訴 Space.com，“他們分析中行星的確切數量取決於具體的假設，而且不確定性很大。”姆羅茲沒有參與這項新研究，他說他認為這項研究是可靠的，但要準確回答有多少行星可能在星系中漂浮這個問題很難。姆羅茲說，檢查其他星系中類似的變化應該有助於完善這個數字。
姆羅茲說：“觀測其他透鏡類星體將有助於研究其他星系中的行星數量。”
除了研究引力透鏡外，姆羅茲還是位於華沙大學的光學引力透鏡實驗（OGLE）的成員，該實驗使用微透鏡來尋找暗物質。因為該實驗使用銀河系內部的恆星作為透鏡，所以OGLE已經識別出我們星系中的幾顆系外行星。
這項新研究發表在《天體物理學雜誌通訊》上。
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地球太陽系之外的大多數銀河系行星都是使用幾種不同的方法確定的。最早發現的大部分系外行星是“熱木星”，它們的質量和近距離軌道牽引著它們的恆星，導致恆星輕微搖擺。這使得研究人員能夠透過所謂的徑向速度方法識別出行星。
然後，像美國宇航局的開普勒太空望遠鏡這樣的儀器使用凌日法發現了大量的世界，該方法利用了行星在穿越恆星和地球之間時如何阻擋來自恆星的光線。
但是，透過微透鏡，在太陽系中也發現了其他世界，儘管規模遠小於新研究中的規模。應用這種方法的天文學家通常不是使用類星體，而是檢查兩顆暫時彼此對齊的恆星（從地球上看）。來自前景恆星的引力將來自背景恆星的光線分成兩束，圍繞前景或透鏡恆星傳播，從而產生兩個透鏡影像。如果透鏡恆星擁有一個穿過其中一束光線的行星，那麼該行星的引力會彎曲光流，並暫時產生源恆星的第三個影像。由於恆星更靠近地球並且位於銀河系內，因此可以以一種在戴和格拉斯使用的大規模星系中不可能的方式將它們的行星分離出來。這種光的特徵可以揭示行星的質量、軌道和年份長度。[影片：引力微透鏡——如何使用這種技術發現行星]
雖然研究人員可以重新檢查透過凌日和徑向速度發現的行星，但兩顆恆星的對齊的罕見和隨機性意味著透過微透鏡發現的世界是一次性的。儘管如此，科學家們已經使用這種方法發現了比透過其他兩種方法發現的行星遠得多的行星。2006 年，天文學家使用微透鏡發現了一顆距離地球 22,000 光年的行星，它圍繞著銀河系中心附近的一顆恆星執行。
透過將類星體新增到混合物中，戴和格拉斯成為第一個在星系外發現系外行星的人。但他們可能不是最後一個，他們說。這對夫婦已經注意到了另外兩個顯示出類似行為的透鏡類星體。
“微透鏡在某種程度上是獨特的，因為它不需要檢測來自行星宿主恆星或行星本身的任何光。它只使用來自背景物體的光，”俄亥俄州立大學的微透鏡研究員拉多斯拉夫·波萊斯基告訴 Space.com。
波萊斯基說：“這使得微透鏡成為在可預見的未來探測其他星系中行星的唯一技術。”
波萊斯基和姆羅茲最近建議，可以使用微透鏡來發現小麥哲倫星雲（位於銀河系附近的矮星系）中的行星，使用未來的儀器，例如大型綜合巡天望遠鏡（LSST），目前正在智利建設中。波萊斯基和姆羅茲的研究表明，研究人員可以使用來自背景恆星的光線來識別矮星系中恆星周圍的單個行星，而不是依賴於類星體。
姆羅茲說：“我們估計 LSST 每年將能夠（在小麥哲倫星雲中）找到至少幾個微透鏡事件，並且應該在其中一些事件中觀察到行星訊號。”
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