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它們可能會注孤生。 David A. Aguilar 在我們的印象中，行星多半是有主的。雖然它們本身形態(tài)各異，有像木星那樣的氣體巨人，還有和地球相近的巖石行星，但它們總應該圍繞著至少一顆恒星運行。 銀河系擁有以千億計的恒星，它們中的每一顆都是獨一無二的，它們都有著自己身世。它們有的體格巨大而明亮，有的身形矮小而昏暗；有的血氣方剛，有的老態(tài)龍鐘。但有一件事幾乎都是相同的——它們大多擁有自己的行星系統(tǒng)。
但是除此之外，除了這些圍繞著恒星運行的天體之外，我們的銀河系中，我們的宇宙中還存在著大量的無主行星——流浪行星。 窮盡當前人類掌握的所有科學知識，我們所能指出的是，在宇宙中流浪的無主行星數(shù)量，可能比宇宙中的恒星還要多。這意味著當我們仰望星空，除了那一個個的光點，還有許多大質(zhì)量天體在虛空中穿行，但我們看不到它們，因為它們本身不會發(fā)光。
近年來，科學家通過觀測，發(fā)現(xiàn)了大量可能存在的流浪行星候選者。請注意“候選者”這個詞，這非常重要。因為我們無法確定它們是不是真的行星，因為我們沒有好的辦法來進行驗證。即便用我們當前所有的最好設備，對這些天體進行檢測也是十分困難的。（它們產(chǎn)生的僅有特征是非?；璋档募t外線。）但可以預計，太空中存在著大量此類天體。因為即便很難被發(fā)現(xiàn)，人們還是找到了許多可能性非常高的潛在目標。 那么這些流浪星球究竟是從哪里來的呢？
我們對自己的太陽系誕生過程有大致的了解。它是引力坍縮的產(chǎn)物。星云物質(zhì)在引力的作用下收縮，凝聚核的質(zhì)量超過極限后，就會觸發(fā)核聚變，形成我們的太陽。隨后在太陽的周圍，物質(zhì)會聚集起來，形成一個緩慢自轉的原行星盤。盤面中會產(chǎn)生引力的擾動，進而把越來越多的物質(zhì)吸引到特定的空間位置上并越像滾雪球一樣越來越大。與此同時，新生的太陽也會逐漸把較輕的氣體吹入星際空間。長久以后，這些引力擾動點便會長成小行星、巖石行星和氣體巨行星。 但這些天體不僅會圍繞著中央恒星運行，它們之間也會互相影響。它們的軌道會發(fā)生調(diào)整和遷徙，慢慢地趨向于一種穩(wěn)定的布局。一般來說，最大的行星在遷徙到最穩(wěn)定的布局上時，會犧牲掉那些較小的行星。 那這些在行星太空競賽中失利的家伙命運如何？它們有可能會在行星的合并中被消耗掉，有可能會一頭栽進太陽，也有可能被踢出太陽系，進入茫茫的星際空間。而最后一種可能性是最大的。 近年來通過計算機模擬，科學家發(fā)現(xiàn)每一個擁有多個行星的行星系統(tǒng)在形成過程中，至少會踢出一個氣體巨行星。這樣的行星就只能在銀河系中孤獨地流浪。而每個太陽系踢出的較小巖石行星數(shù)量可能高達5至10個。幾乎可以斷定，這就是流浪行星的主要來源。銀河系中可能存在著大約幾千億個這樣的行星。 但有一件事非常有意思。科學家通過計算發(fā)現(xiàn)，被年輕太陽系踢出來的行星數(shù)量，可能還不到所有流浪天體預期數(shù)量的一半。那這另外一大半是從哪里來的？ 要回答這個問題，我們就要從更大的尺度上來考察。我們不但要研究太陽系的形成方式，更要研究與此同時發(fā)生的恒星星團形成方式。
星團也是在較冷的氣體云中緩慢坍縮形成的。這些氣體云的成份大多是氫。在這些云團內(nèi)部會出現(xiàn)引力的不穩(wěn)定，這樣的不穩(wěn)定出現(xiàn)得越早，不穩(wěn)定的程度越大，引力中心便能夠吸引到越多的物質(zhì)。一旦有足夠多的物質(zhì)聚集在特定的空間里，云團中心的密度和溫度就會超過極限，引發(fā)核聚變，點燃恒星。 這一過程會在星云中產(chǎn)生大量的恒星和行星系統(tǒng)。但與此同時，最大的、溫度最高的、最藍的恒星能夠輻射出強大的紫外線，這些紫外線能夠?qū)⑿窃莆镔|(zhì)電離，使其趨于消散。于是，又一場競賽在宇宙中開始了。
宇宙中的星云內(nèi)，引力會竭盡全力把物質(zhì)吸引過來，形成年輕的、不斷生長的引力過密區(qū)；而與此同時，輻射會竭盡全力地把這些中性氣體驅(qū)離，把它們吹散在星際空間。誰會勝出呢？
星云中最大的引力過密區(qū)會形成最大、最熱和最藍的星，但這類恒星也是最罕見的。較小的過密區(qū)會形成其它恒星，但這類恒星隨著質(zhì)量的越來越小，會變得越來越普通。這就是為什么在年輕的星團內(nèi)，雖然最顯眼的是那些最亮的星,（它們大多是藍色的，但也有一些演化到了晚期變成了其它顏色。)但它們在數(shù)量上遠不如那些質(zhì)量較小的黃色（或紅色）昏暗恒星。
事實上，如果沒有來自這些年輕恒星的輻射，那些昏暗的紅黃色恒星會繼續(xù)生長，直至變成巨大、明亮而熾熱的巨星。 主序星有多種類型，最大、最熱、最藍的是O級星；最小、最冷、最紅的是M級星。M級恒星的數(shù)量最多——大約每4顆恒星中就有3顆M級恒星；O級或B級恒星的數(shù)量最少，大約只有1%的恒星是這類恒星。但O級星和B級星的質(zhì)量總和，與M級星的質(zhì)量總和幾乎是相當?shù)摹?50顆普通M級恒星的質(zhì)量總和，才能抵得過一顆O級星！ 維基共享資源 事實上，星云中90%的氣體和塵埃會被吹散，而形成不了恒星。質(zhì)量最大的恒星形成速度最快，它們一旦出現(xiàn)，便會立即開始驅(qū)離產(chǎn)星區(qū)內(nèi)的物質(zhì)。這個時間尺度大約只有幾百萬年，在這段時間內(nèi)，周邊空間內(nèi)的物質(zhì)會越來越少，從而使得新的恒星再也無法從中產(chǎn)生。直至剩下的氣體和塵埃被完全驅(qū)離。 結果呢？不僅僅是產(chǎn)生了大量的M級——這些質(zhì)量在太陽質(zhì)量8%至40%間的常見恒星，更有許多來不及成為M級恒星的天體，因為星云物質(zhì)的快速消散而被遺留下來。
也就是說，與每一顆恒星的誕生相對應的，是許多失敗的恒星。這些天體的質(zhì)量不夠大，成不了恒星。每一顆恒星的成功，都伴隨著幾十甚至幾十萬顆恒星的失敗。真是一將功成萬骨枯?。。ㄟ@類天體也被稱為“褐矮星”，可分為L型和T型。L型的特征更像M級恒星，T型更像氣體巨行星。） 想像一下，我們的太陽系曾經(jīng)有許多天體，可以滿足物理學上的行星定義，但因為它們軌道的原因，被排除了出去。再想像一下，每一顆與我們太陽類似恒星的誕生，都伴隨著幾百顆質(zhì)量未達到核聚變標準的恒星的失敗。這些天體，都是無家可歸的流浪星球。 這些生而無主的天體還有一個令人黯然神傷的名字——“孤兒行星（雖然它們不都是真正意義上的行星）”。它們可能有大氣，也可能沒有，但它們都極難觀測，尤其是那些特別小的（理論上存在）。但是通過數(shù)學，我們可以算出，銀河系中每一顆圍繞著恒星運行的行星，都對應著至少10萬個流浪星球，它們可能曾經(jīng)是有主的，也可能從來也沒有圍繞過任何一顆恒星運行。而且它們都極難發(fā)現(xiàn)。
因此，銀河系中可能存在著許多被年輕的行星系統(tǒng)踢出的天體，其中少數(shù)可能還來自于我們的太陽系。但是銀河系中的大部分這類天體從未圍繞著恒星運行過。這些天體在銀河系內(nèi)流浪，大部分注定孤獨一生，注定沒有機會體驗來自太陽的溫暖。而也有許多原本有機會成為它們主星的天體，失去了成為恒星的機會。 由此我們可以描繪出這樣一幅圖景，銀河系中可能存在著一萬億個游浪星球，而我們今天也才剛剛開始試圖了解它們。星際空間可能缺乏能夠發(fā)光的天體，但在我們前往另一顆恒星的旅途中，可能存在著大量此類世界在等著我們?nèi)ヌ剿鳌?/p> Ethan Siegel 文 / 老孫 譯 “星空天文”系頭條號簽約自媒體
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