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银河系里,没有太阳的行星,可能比恒星还多。天文学家目前已经捕捉到至少70颗这样的

银河系里,没有太阳的行星,可能比恒星还多。

天文学家目前已经捕捉到至少70颗这样的“流浪行星”的踪迹,模型估算的数字要吓人得多:银河系里的流浪行星数量可能是恒星的20倍,数以万亿计。它们不绕任何恒星转,没有白天,没有季节,在恒星之间的黑暗里飘着。

直到今年,人类才第一次把其中一颗真正坐实。天文学家精确测出了一颗土星大小的流浪行星的质量和距离,它离地球大约1万光年。此前的几十颗都只是线索,这是第一颗被正式确认的。

德国慕尼黑大学的天体物理学家芭芭拉·埃尔科拉诺(Barbara Ercolano)说,人类也许该放下以地球为中心的视角,不要总以为生命必须长成我们熟悉的样子。她说:“也许流浪行星才是常态,我们只是因为自己住在另一种系统里,才把它们当成异类。”

这些行星是怎么流浪起来的?少数可能是没长成的恒星。它们在分子云碎片里单独形成,但攒不够质量,核心点不燃核聚变,有些会被归到褐矮星这类“失败恒星”里,界线在哪儿学界还在争。

更多的流浪行星,一开始都是正常出身,绕着一颗恒星转,后来被踢出了家门。行星刚诞生的头几百万年,轨道混乱,很容易撞上另一个大家伙的轨道,被引力一把甩出恒星系。被甩出去的多半是质量小的,火星那么大,或者本来就住在系统边缘的。

埃尔科拉诺说,这种灾难性的碰面,恐怕在每一个形成过的恒星系里都发生过。

太阳系今天很太平,只是因为8颗行星早已安顿下来,各自的轨道稳得很,谁也攒不出挣脱太阳的能量。同一所大学的天体物理学家大卫·达尔比丁(David Dahlbüdding)说:“我们都能活到今天,全靠现在的轨道这么稳定。”

那么,一颗被踢出家门的行星,还能养活生命吗?

达尔比丁说,生命的基本原料是液态水,而液态水需要足够的热量。没有恒星,一颗流浪行星的热量主要来自它诞生时攒下的那点余温,很快就会散光,表面冷得留不住一滴液态水。

人们也想过别的路子。岩石行星内部的放射性元素衰变会持续放热,像一口慢炖锅,也许能让地下藏着液态水;内部如果是液态的,热量还能像烧开的水一样靠对流翻到表面。埃尔科拉诺说,这些可能性都有人提过,但还没有哪项研究系统地逐一算过,行星本身存在宜居条件不能排除。

不过按照模型,更有希望的地方在行星的卫星上。达尔比丁和埃尔科拉诺等人最近在《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上发表论文,专门算了这件事。

行星被甩出恒星系时,它的卫星可以跟着一起走,只是轨道会被拉成一个很扁的椭圆。这些卫星里,有的能有地球那么大。

扁轨道是关键。卫星离行星近时受到的引力强,离得远时引力弱,一圈下来,行星就把卫星的内部反复揉捏。这就像用手快速捏一只橡胶健身球,捏久了球会发热。轨道能量就这样被转化成了热量,这叫潮汐加热。

太阳系里就有现成的例子。木星把它的卫星木卫一揉得太狠,内部的东西直接从表面喷出来,木卫一因此成了太阳系里火山最活跃的天体,人肯定住不了。

所以火候要正好。达尔比丁说,潮汐加热要够多才能让水保持液态,但又不能太多,因为加热越猛,轨道能量耗散得越快,这种状态维持不了生命演化所需的漫长时间。在这个恰到好处的区间里,研究团队发现,潮汐加热确实能在没有阳光的太空里,让卫星表面的水不结冰。

产热只是一半,另一半是保温。

地球靠大气里的二氧化碳把热量兜住,也就是温室效应。可在没有恒星的极寒环境里,二氧化碳会凝结成液体,兜热的本事大打折扣。研究团队于是换了一种大气来算:满是氢分子的大气。氢分子在互相碰撞时会吸收热辐射,它们可能在卫星形成时就存在,也可能是后来的化学反应生成的。

结果是,氢气大气配上潮汐加热,热量能被有效锁住43亿年,具体取决于表面气压,甚至足以让液态水留在卫星表面。43亿年,接近地球诞生至今的时间跨度。

这个结论回过头照亮了地球自己。地球上的生命,当初也可能是在富含氢的大气里起步的。陨石撞击能产生大量氢,氢又能生成水和氨,都是对生命有用的原料。还有研究认为,地球上所有生命的最后共同祖先,可能就是靠氢当能量来源的。

美国俄亥俄州立大学的天文学家安德鲁·古尔德(Andrew Gould)说:“我们不只是在了解那些行星长什么样,也是在了解我们自己,我们自己的历史。”

要回答这些问题,得先找到更多流浪行星。这比找普通系外行星难得多。绕恒星转的系外行星已经找到6000多颗,流浪行星不发光,也没有恒星给它打光,等于要在漆黑的房间里摸一件东西,还不许开手电。

本世纪初,天文学家在扫描暗弱天体时才偶然撞见了第一批没有恒星的行星。今天的主要手段叫引力微透镜:当流浪行星恰好从一颗遥远恒星前面经过,它的引力会让背后那颗恒星的光线弯折,星光短暂地被放大,望远镜就能看到一次亮度的尖峰。这种对齐极其罕见,一次只持续几小时到几天。地面望远镜网要跟天气、白昼、大气扰动和观测空档抢时间。到目前为止,还没有在任何一颗流浪行星周围发现过卫星。

情况可能很快要变了。NASA的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜今年8月发射升空,它的视场是哈勃空间望远镜的100倍,每12分钟就把观测区扫一遍,专门盯引力微透镜,预计最多能找到400颗地球质量的流浪行星。中国计划在2028年发射的地球2.0(Earth 2.0)巡天任务,也打算盯着银河系中心的几千万颗恒星,有望再找出几百颗。之后,位于智利、计划2029年投入运行的欧洲极大望远镜(Extremely Large Telescope)可以跟进这些候选者,测它们的温度、大气和化学成分。

至于亲自去看一眼,古尔德说,人类终有一天会造出火箭飞过去。但眼下这还是科幻。他算了一笔账:就算以光速的1/10飞行,到这些行星也要10万年。

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图为流浪行星在没有恒星温暖的星际空间中穿行。研究者想知道,这些流浪的行星,或者绕着它们转的卫星,能否养活生命。图源:John R. Foster,Science Photo Library

信源:"Rogue Planets Challenge Our Assumptions About Life in the Universe." Science, 14 Sept. 2026