研究人員在銀河系附近的一個區(qū)域（稱為上天蝎座OB 協(xié)會）發(fā)現(xiàn)了這組自由漂浮的行星（不繞恒星運行的行星）。通過檢查20 多年的觀測數(shù)據(jù)，天文學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了至少70 顆、甚至可能多達170 顆此類木星大小的行星。第一批自由漂浮的行星于20 世紀90 年代被發(fā)現(xiàn)，但最新發(fā)現(xiàn)的行星數(shù)量幾乎是已知總數(shù)的兩倍。

為了找到這些行星，該研究的第一作者、法國波爾多大學波爾多天體物理實驗室的Nria Miret-Roig 和一個天文學家小組使用了許多大型天文臺的觀測結果和檔案數(shù)據(jù)，其中包括來自美國國家天文臺的天文臺。科學基金會NOIRLab 的設施、歐洲南方天文臺的望遠鏡、加拿大-法國-夏威夷望遠鏡和斯巴魯望遠鏡在20 年的觀測中總共生成了80,000 張寬場圖像。

波爾多天體物理實驗室的天文學家、這項研究的項目負責人Herv Bouy 表示，如果無法使用NOIRLab 的天體數(shù)據(jù)檔案以及社區(qū)科學和數(shù)據(jù)中心運營的天體數(shù)據(jù)實驗室科學平臺， （CSDC），發(fā)現(xiàn)這樣多個自由漂浮的行星是不可能的。

這些數(shù)據(jù)包括來自亞利桑那州基特峰國家天文臺(KPNO) 的NEWFIRM 極廣視場紅外成像儀的247 張圖像，以及同一臺NEWFIRM 儀器搬遷至智利托洛洛山美洲天文臺(CTIO) 后的1,348 張圖像。之前在CTIO 的Vctor M. Blanco 4 米望遠鏡上運行的紅外端口成像儀拍攝了2,214 張圖像，暗能量相機拍攝了3,744 張圖像。

“NOIRLab 天體數(shù)據(jù)檔案庫中的寶庫對于這項研究至關重要，”布伊說。 “我們需要非常深且廣域的光學和近紅外圖像，跨越很長的時間基線。因此，暗能量相機和NEWFIRM 對我們的項目非常有吸引力，因為它們是世界上最敏感的相機之一寬視場相機。”

作為世界上性能最高的寬場CCD 成像儀之一，暗能量相機專為美國能源部(DOE) 資助的暗能量調(diào)查而設計。它在美國能源部費米實驗室建造和測試，并于2013 年至2019 年由美國能源部和美國國家科學基金會(NSF) 運營。目前，暗能量相機用于涵蓋巨大科學范圍的項目。暗能量調(diào)查數(shù)據(jù)的分析得到了美國能源部和國家科學基金會的支持。

美國國家科學基金會NOIRLab 項目官員克里斯·戴維斯(Chris Davis) 表示：“這個項目說明了從美國乃至全世界不同望遠鏡提供檔案數(shù)據(jù)的重要性?！?“這是NOIRLab，特別是CSDC 多年來一直在努力推動的事情，并在NSF 的支持下繼續(xù)這樣做?！?

這些自由漂浮的行星位于天蝎座OB星團中，距離地球420光年。該區(qū)域包含許多最著名的星云，包括蛇夫座星云、管道星云、巴納德68 分子云和煤袋星云。

自由漂浮的行星主要是通過微透鏡觀測發(fā)現(xiàn)的，其中天文學家觀察系外行星和背景恒星之間短暫的、偶然的對接。然而，低光事件只發(fā)生一次，這意味著后續(xù)觀察是不可能的。

這些新行星是使用不同的方法發(fā)現(xiàn)的。這些行星潛伏在遠離任何恒星光線的地方，通常無法成像。然而，米雷特-羅伊格和她的團隊利用了這樣一個事實：這些行星在形成數(shù)百萬年后仍然熾熱且發(fā)光，使大型望遠鏡上的敏感相機可以直接探測到它們。 Miret-Roig 的團隊利用這80,000 次觀測來測量該協(xié)會所有成員在廣泛的光學和近紅外波長范圍內(nèi)的光，并將其與它們在天空中移動方式的測量相結合。

“我們測量了大片天空中數(shù)千萬個光源的微小運動、顏色和亮度，”Miret-Roig 解釋道。 “這些測量使我們能夠安全地識別該地區(qū)最微弱的物體?！?

這一發(fā)現(xiàn)還揭示了自由漂浮行星的起源。一些科學家認為，行星可能是由太小的氣體云塌陷形成的，從而允許恒星形成，或者它們可能被“踢”出了母恒星系統(tǒng)。但究竟哪一種才是真正的機制仍不得而知。

彈射模型表明，可能存在更多與地球大小相同的自由漂浮行星。米雷特-羅伊格說：“自由漂浮的木星質(zhì)量行星是最難噴射的，這意味著可能有更多的自由漂浮的地球質(zhì)量行星在銀河系中徘徊。”

當維拉魯賓天文臺開始科學運作時，研究人員預計會發(fā)現(xiàn)更多自由漂浮的行星。