並非所有行星都圍繞恆星執行。有些行星是“自由漂浮”的流浪者，在被從其母星系 eject 後，在星際空間中漂流。幾十年來，天文學家一直在尋求研究這些難以捉摸的流浪者，希望在它們的大小和數量中找到規律，從而揭示行星系統如何產生和演化的其他隱藏細節。
在迄今為止已知的少數流浪行星中，大多數是巨大的氣體巨星，但現在研究人員可能已經發現了一顆足夠小，以至於可能是岩石行星的天體——甚至比地球還小。如果其流浪狀態得到證實，這個大致介於火星和地球質量之間的天體將是迄今為止觀測到的最小的自由漂浮行星。然而，得益於美國國家航空航天局即將於 2020 年代中期發射的 南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡，尋找如此小的世界可能很快就會成為常態。
大多數行星搜尋方法都依賴於觀察恆星光線的細微變化，以辨別任何軌道伴星。但自由漂浮的世界當然沒有恆星。相反，天文學家利用愛因斯坦廣義相對論的一個特點來定位這些迷失的行星：所有大質量物體都會扭曲它們周圍的時空，類似於保齡球拉伸橡膠片，並且可以充當透鏡來放大遙遠的光源。當“透鏡”前景行星與背景恆星正確對齊時，它會放大該恆星的光線，導致輕微的亮度增加。這項技術被稱為微引力透鏡，天文學家最初開創它是為了尋找黑洞。
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在透過微引力透鏡發現的約 100 個世界中，只有四個被確定為自由漂浮行星。其餘所有行星都是圍繞恆星旋轉的行星，它們的軌道延伸得非常長，以至於它們通常逃脫了其他標準行星搜尋技術的探測。新發現的微小世界 OGLE-2016-BLG-1928 可能附著在一顆恆星上。但如果是這樣，它的軌道將使其距離其恆星宿主至少是地球到太陽距離的八倍。確認這顆行星可能的自由漂浮狀態還需要幾年時間——足夠任何潛在的母星（如果存在）移動其位置，以便其光線可以與背景恆星的光線分離。
俄亥俄州立大學的天文學家、描述該結果的預印本論文的作者安德魯·古爾德說：“這真是一個非常令人興奮的結果。”這項研究由加州理工學院的普熱梅克·姆羅斯領導，已提交給天體物理學雜誌快報，目前正在審稿中。“獲得這顆行星是一個巨大的里程碑，”古爾德補充道。
俄亥俄州立大學的天文學家斯科特·高迪說：“這是一個非常可靠的結果，幾乎可以肯定是一顆低質量行星。”他正在領導科學團隊，致力於確定美國國家航空航天局羅曼望遠鏡的最佳觀測策略，並且不是發現這個新世界的團隊成員。“這讓我們首次瞥見了銀河系中地球質量行星種群的可能分佈，”他說。
在“毛茸茸的邊緣”
大多數行星形成於恆星誕生後留下的氣體和塵埃。在稱為核心吸積的領先行星形成模型下，氣體和塵埃逐漸且累積地結合形成越來越大的碎片，最終聚結成行星。一個競爭理論，即圓盤不穩定性，反而提出圓盤的小部分割槽域迅速坍縮形成行星，並且它傾向於形成較大的世界而不是較小的岩石世界。
一個星系中的並非所有行星都能和睦相處。氣體巨星可以充當惡霸，將它們較小的同胞甩入細長的軌道，或將它們完全丟擲星系。這些被 eject 的世界可能會繼續獨自在太空中飛行，成為自由漂浮的行星。
自 1992 年以來，光學重力透鏡實驗 (OGLE) 一直在掃描天空，尋找由微引力透鏡事件引起的微弱恆星閃爍。但這個新世界直到姆羅斯和他的同事回顧了 OGLE 的一些檔案資料才被發現。透過將 OGLE 的結果與韓國微透鏡望遠鏡網路的同期觀測結果以及歐洲航天局的銀河系測繪蓋亞衛星的資料相結合，該團隊能夠更好地估計用於衡量假定的自由漂浮行星質量的屬性，例如世界與背景恆星之間的距離。姆羅斯和他的同事最終將該世界的質量確定在火星和地球之間——使其成為微引力透鏡發現的最小天體之一。
高迪說：“這真的處於我們能力所及的毛茸茸的邊緣。”
探測行星形成
這一發現暗示，岩石世界在恆星之間的空間中很常見。在天文學家當前能力極限下探測到這樣的天體表明，要麼 OGLE 非常幸運，要麼小型自由漂浮行星以天文數字般的數量在銀河系中游蕩。
一顆自由漂浮的類地行星的發現證明了這類天體的確存在，而之前它們只是理論上的。隨著更多低質量漂流者的被發現，它們可以幫助科學家縮小世界是如何誕生的範圍。核心吸積模型表明行星應該成群形成，而恆星可能在圓盤不穩定性下形成單個世界。由於它們的孤立性，單世界系統將沒有行星可以 eject。如果隨著技術的進步，天文學家發現的自由漂浮世界非常少，那麼圓盤不穩定性可能會獲得更強的支援，成為行星形成的主要模式。與此同時，在深空中發現類地世界為核心吸積模型提供了更多支援。“在圓盤不穩定性下，很難形成如此低質量的行星，”加拿大理論天體物理研究所的研究員魏朱說，他沒有參與新的發現。新發現的漂流者反而為核心吸積模型提供了強有力的支援。“這是一個好兆頭，”他說。
但是，行星相互作用引起的 eject 並不是導致世界在恆星中飛行的唯一方式，理論家們將不得不在他們的研究中考慮到這一點。大多數恆星在星團中形成，周圍環繞著它們自己的恆星兄弟姐妹，它們可能比行星更擅長分享。位於其星系外圍的世界可能會被一顆經過的恆星的引力完全拉走，要麼加入另一顆恆星的行星集合，要麼被拋入太空。一些被遺棄的世界甚至可能發現自己在恆星之間彈跳，附著在一個太陽上，又被從另一個太陽上剝離。“它們基本上是乒乓行星，”德國於利希研究中心的天文學家蘇珊娜·普法爾茨納說，她不是姆羅斯團隊的成員。
除了對行星形成模型的潛在影響外，新發現的流浪行星已經對天文學家未來任務的計劃產生了影響。根據高迪的說法，它加強了改變羅曼的巡天策略的理由。OGLE 觀測僅使用了一個濾光片，但兩個不同的濾光片可以幫助更輕鬆地解開源恆星，從而更強烈地測量有助於確定自由漂浮行星質量的恆星特性。羅曼最初計劃將其大部分觀測集中在一個濾光片上，只是偶爾切換到第二個濾光片，但高迪表示，這項新研究正在使規劃團隊重新調查更多雙濾光片觀測是否值得為此付出資料質量下降的代價。
無論如何，當前的最佳猜測預測表明，羅曼應該會發現超過 200 顆火星大小的自由漂浮行星——足以潛在地確定大多數行星是行星相互作用的產物還是星團中恆星遭遇的產物，朱說。相比之下，古爾德對羅曼將探測到足夠數量的小世界來有力地辨別這兩種可能性持懷疑態度，但他對未來天文臺的變革性影響仍然持樂觀態度。
他說：“羅曼將以比我們今天更高的速率找到更多自由漂浮行星。” “這將是一個巨大的飛躍。”