定義
星際行星是不繞任何恆星公轉的行星,原來是繞著自己的恆星公轉,因受到其他行星等天體的引力影響後被拋出該行星系,流浪於星系或宇宙之中。
解釋
星際行星的英文是Interstellarplanet,星際行星又稱之為流浪行星(Rogueplanet)、孤兒行星(Orphanplanet),2011年科學家利用重力微透鏡法首度證實星際行星的存在,並推測銀河系內木星大小的星際行星數量有恆星的兩倍之多。
溫度
濃密大氣層
一般人或會認為,該等行星在沒有太陽的環境下,其溫度一定接近絕對零度,但1998年,大衛·史提芬遜(DavidJ.Stevenson)發表論文則提出不同的看法,文中提及被逐出太陽系的行星,由於有「放射性熱力散失」(radiativeheatloss),因此在冰冷宇宙中,它們或可保留濃密大氣層,有可能不會被凍結。此推論以大氣的阻光度來推測的,大氣越濃密,阻光度越高,因此濃厚的氫氣可阻擋不少放出的紅外線,保留熱力。
氫氣和氦氣
另方面,有認為在行星系統形成期間,有不少較小的原行星會被彈射出該系統。由於距離太陽越遠,行星所接收的紫外線會越少,其空氣分子的動能也會越少,在這種情況下,重力與地球相近的行星可保留其氫氣和氦氣。
海洋
通過計算,一個與地球體積相近的行星,在一個千巴氫氣的大氣壓力下,其核心的放射性同位素髮生衰變所產生的地熱能可把表面溫度上升至水的熔點,因此有認為該等行星或有海洋存在。他們也認為該類行星的地質活動可持續極長的時間,通過地質活動產生磁層抵禦外來輻射,以及海底火山活動,能為行星的生命提供能量。但要偵測該類行星的存在可謂十分困難,因相對於宇宙背景幅射,它們所釋出的微波會顯得極弱。
綜述
戴維·史蒂文森
加利福尼亞理工學院的行星科學家戴維·史蒂文森指出:“‘星際行星’的數量可能同恆星—樣多,僅我們銀河系就有1000億顆。但是,其中有些‘星際行星’將是我們人類真正嚮往的行星。”
被驅逐的星際行星
通常人們認為,行星圍繞恆星運動就好像飛蛾圍繞螢火飛行,而“星際行星”的存在不符合人們的普遍看法。但是史蒂文森和其他一些科學家指出,行星如果同其他天體接近,它們就可能與它們的恆星分離,並遊蕩到星際空間。
這種行星被驅逐的現象最有可能發生在恆星比較密集的地方。在銀河系中,恆星密集的區域處於銀河系的中心,或者是存在於球狀星團內,在這樣的地方可以存在好幾百萬顆恆星。太陽附近區域的恆星分布密度為每立方光年低於1顆,而球狀星團在相同的空間內卻存在超過250顆恆星。
如果地球處於這樣擁擠的星團中,那么離地球最近的恆星將像月亮那么明亮,而且在地球上能用肉眼觀察到的恆星也不止6000顆,而是1000萬顆。
在這樣擁擠的環境中,天體之間的相遇是相當頻繁的。科學家通過模擬一個典型的“疏散星團”中1萬顆恆星的運動來研究這種相遇的效應。疏散星團同球狀星團相類似,但是擁有更容易控制的恆星數量。研究者們用超級計量器,給這些恆星隨機指派體積。讓模型運行一段時間(相當於太陽系年齡的40億年)之後他們發現,只有25%的恆星還留在該星團中,大部分恆星已經被銀河的“潮汐”引力吸走了,在留下的恆星中,有30%失去了它們的行星。
地球原有10個姐妹
研究人員說,球狀星團中失去行星的恆星比例可能超過50%。他們認為,球狀星團中可能存在大量自由遊蕩的行星,而這個結論似乎也被對球狀星團的觀察所證實。
但是,球狀星團可能不是唯一會出現恆星相遇造成行星被驅逐現象的地方。史蒂文森指出,在行星形成的過程中,這種現象也可能出現。
他的根據是計算機對46億年前形成太陽與行星的氣體和塵埃大漩渦的模擬結果。結果顯示,胚胎時期的地球本來有大約10個與它大小相同的“姐妹”,它們有的是岩石構成的,有的是岩石和冰塊構成的。它們中的大多數很快被太陽所吞噬,或由於與木星那樣處於胚胎期的巨大行星相遇而被“踢”到了星際空間。史蒂文森說:“如果10個恆星中有1個擁有行星系統,並且每個擁有行星的恆星失去10個行星,那么自由行星的數量和恆星的數量就會—樣多。”
生命
史蒂文森認為黑暗而嚴寒的星際空間的行星上存在生命的可能性是有的。
史蒂文森指出,一個像地球那么大、在形成過程中被驅逐的行星,在極度寒冷的星際空間不僅不會被冰凍,而且可能仍然同地球上一個陽光燦爛的夏日一樣溫暖。他談到:“這都是溫室效應所造成的。”
史蒂文森指出,一個被驅逐的行星上可能覆蓋著厚厚一層氫氣,因為在形成行星系統的星雲中,氫是一種主要成分。如果這層氫氣具有足夠的厚度,它就會起到“溫室氣體”的作用,防止這顆行星上的熱量散逸到太空中去。
同地球一樣,星際行星的熱量可能來自於其核心中儲存的放射性元素的衰變。史蒂文森指出:“在溫室效應的影響下,星際行星的熱量會很可能保持至少100億年,相當於目前地球年齡的兩倍。”