利用引力透镜现象发现“冰冻地球”

       天文学家已经发现了一个围绕着13000光年外的一颗恒星运转的“冰地球”。多个空间探测器揭示了这个世界的一些秘密。

      近日来，NASA的开普勒航天器凭借发现多颗地外行星出尽了风头。但像OGLE-2016-BLG-1195Lb这样的行星，却超出了开普勒航天器的探测范围。这是一个与我们相距超过13000光年的“冰地球”，它与其母星的距离和我们与太阳的距离相同。

      OGLE是光学引力透镜实验的缩写（Optical Gravitational Lensing Experiment）。它是一个坐落于阿塔卡玛沙漠的地基望远镜，由波兰的华沙大学管理，专门用于发现和跟踪微引力透镜事件——一种在小型（相对于恒星而言）甚至是行星尺度上发生的引力透镜现象。

      当一个恒星经过另一个更远的恒星的正前方，并且两者处于同一视线上时会发生微引力透镜现象。较近恒星的质量使较远恒星的光线弯曲，令较远恒星在几小时或者几周内亮度增大。由于微引力透镜现象维持的时间短暂且要求精确对准，找到微引力透镜的最佳方法便是夜复一夜地对一个恒星密集的较大天区进行巡天。OGLE监控着银心和麦哲伦云的数百万颗恒星的亮度。

      虽然OGLE的主要任务是探测暗物质的本质，但它所探寻的微引力透镜事件也可以揭示行星的存在。如果较近恒星（也就是作为透镜的恒星）拥有行星，那它可以在原有的透镜效应基础上使远方的恒星亮度再次短暂地增加。事实上，开普勒最适合搜寻恒星的近轨行星，但由于引力透镜的几何限制，OGLE更适合于寻找离恒星更远的行星。而它最新的发现就是行星OGLE-2016-BLG-1195Lb。

       2016年6月下旬，OGLE检测到揭示微引力透镜的的增亮现象，并发出要求其他几个设施同时观察的警报。 韩国地基引力透镜望远镜网（KMTNet）和NASA的斯皮策空间望远镜用了一个月监测这个事件。 在当时，天文学家不知道有一颗行星的存在。直到团队开始分析数据时才看见象征着它的信号。

      OGLE本身只能测量作为透镜的恒星的质量与它的行星质量的比例。而来自KMTNet和Spitzer的额外数据，可以创造一种立体视觉，让天文学家得以计算该系统中天体各自的质量。

      事实证明，新发现的星球不仅在质量上与地球大致相同，它的轨道也与地球绕日的轨道大致相同。然而，我们处于太阳的宜居带内，而由于OGLE-2016-BLG-1195LB的母星较小，它已经远远超出了其母星的宜居带，更可能成为一个永久的冰球。如果你希望全年都是冬季，你会爱上这个星球。

      OGLE-2016-BLG-1195L这颗星球本身只有太阳7.8%的质量，小于木星质量的100倍，这使它处在红矮星和棕矮星的灰色地带之间（这些都是小到连氢聚变都实现不了的恒星）。这意味着这个冰球世界不仅永远处于冬季，而且阳光也十分昏暗。

      鉴于红矮星是星系中最常见的恒星，我们对它们拥有行星的可能性了解得越多，便越了解行星的形成的过程。目前我们仍不太了解恒星环境（双星系统，邻近星球的密度，临近星体的强烈辐射）将如何影响它拥有行星的能力。

      像OGLE这样集中观察恒星密集的天区（如银核）的项目可以帮助研究在银盘中行星出现频率是否与在银核中不同的问题。最近，对OGLE项目的20颗行星的数据进行研究表明，银核中行星出现的频率可能较低，但问题远未解决。斯皮策望远镜甚至开普勒（在第二阶段）对每个新发现的微引力透镜事件的立体视角观察可以为这个问题提供更多的线索。