银河系行星数量远多于恒星

纪舟

行星在银河系中，算普遍吗？过去我们相信地球的条件在银河系中相当独一无二，不过，最新研究结果带来不同观点：银河系里，质量与地球相近，在恒星周围运转的行星，总共数量恐怕不下几十亿！拥有一个以上行星的恒星不是特例。

过去16年，天文学家一共侦测到700余颗系外行星，并且已经开始通过分析它们的光谱和大气这些方法加以一一探索。毋庸置疑，个别地探究这些系外行星具有哪些特征，显然有其重要价值。但有个更基本的问题，人们始终好奇依旧：在我们自己的银河系中，行星的存在，很普遍吗？

大多数已知的系外行星借两种观测方法得知它们确实存在，一是侦测到主星对行星因引力拉扯带来的效果，或者因系外行星经过主星前，导致亮度下降，并由望远镜精确捕捉到这一短暂时刻发生的“凌日事件”。但这两种方法很容易受到大质量或距离恒星近的行星的影响，许多行星用这两种观测方法是看不到的！

在《自然》杂志上发表论文的一个国际天文学者团队，则以另一种方式进行系外行星观测研究。利用这种方式可以侦测到质量范围更广、质量大小不同的行星，并且，即便行星与母恒星之间的距离再远观测也不受限。这种方法叫做“微重力透镜”观测。

该团队的主要研究员阿诺表示，借由这种“微重力透镜”观测法，从2002年-2007年的6年当中，他们搜集到许多和系外行星相关的证据，其中最显著的发现是，在银河系里，行星数量远比恒星更多、更普遍！他们还发现，质量大于地球的“超级地球”和“冷海王星”两类行星，在银河系里数量很多，远比巨型行星更为常见。“超级地球”类的质量大约是地球的2倍～10倍；“冷海王星”类行星质量为地球的10倍～20倍，以“冷”字代表其轨道离主要恒星甚远。温度极低。

微重力透镜这种观测的原理是：如果行星位于主恒星的重力场中，也就是所谓的透镜区时，因为透镜的效应，行星会放大背景恒星所发出的光，这种亮度放大的结果如果够明显，望远镜便可以侦测得到。阿诺的团队在这个研究中的任务是：针对一些“后续探索价值较高”的微重力透镜事件，借由南半球分布在不同经度上的望远镜所形成的网络，执行后续跟踪，这些望远镜的位置从澳洲到南非到智利都有。

微重力透镜是一种强大的工具，用来侦测系外行星时具有其他观测技术望尘莫及的优点。但是背景星和构成透镜效应的恒星之间必须连为直线，这是微重力透镜事件能被观测到的第一要件。如果要在微重力透镜事件发生时看得到行星，那就近一步必须要“连行星的轨道也能对齐形成一直线”，如此一来，观测到的概率便更加低微。

诚如上述，尽管以微重力透镜法来寻找行星如此不易，但在总计6年的观测资料中，研究团队分析后竟得到了3颗系外行星的数据。这3颗系外行星分别代表3种不同质量等级：一颗属于“超级地球”类，一颗则质量相当于海王星，还有一颗质量相当于木星。以微重力透镜所需的概率条件来看，这种结果简直像是中乐透一样的超级幸运。或者，你也可以换成另一种看法：银河系中行星的数量本来就是这么多，闭着眼睛签，也会签到中奖号码。

天文学家于是将3个得到正面观测结果的系外行星数据拿来和先前的7次观测合并，并且将6年观测总数据里的无明显信号观测结果也一并放在数据库中分析。研究团队表示，以这次观测为例，无明显信号的观测结果在统计资料中的重要性和观测有结果的数据同样重要。经过分析，他们的结论是：在总共6颗恒星中，其中1颗拥有质量近似木星的行星，其半数具有质量接近海王星的行星，2/3则具有质量大小属“超级地球”范围的行星。该调查中对行星质量和距离所设的标准是：距离母恒星7500万千米～15亿千米（以太阳系为例，这个范围包括了从金星到土星）；质量范围：从地球的5倍开始，直到木星的10倍。

综合各种资料后，他们的结论是：平均起来，每个恒星所拥有的行星数量应大于1，“这是普遍定律而非少数例外”。

丹尼尔·库巴斯结论说：过去我们以为，地球在银河系中是多么特别，多么不同。不过现在看来，质量和地球相近且环绕在母恒星周围的行星，在我们的银河系里，恐怕有数十亿那么多！

加利福尼亚大学厄湾分校的弗吉尼亚·特林布尔发表评论时表示，“在我手上有一张清单，上面列了可以用来找系外行星的方式一共17种，目前只用上了5种，未来，找到更多行星应该不太意外”。