一项利用韩国微引力透镜望远镜网络 (KMTNet) 开展的开创性微引力透镜研究表明，超级类地行星（与地球相似但体积更大的行星）在宇宙中远比科学家之前认为的要常见。
研究人员发现，这些行星可以在距离恒星非常远的地方绕其运行，与木星这样的气态巨行星类似，这表明外星世界可能数量众多。研究团队利用罕见的宇宙排列和光线异常，不仅发现了新的行星，还开始拼凑出神秘的行星形成过程，这一切得益于国际合作和创新望远镜技术。
超级地球的发现出乎意料
一项新研究表明，一个国际天文学家团队利用韩国微引力透镜望远镜网络 (KMTNet) 发现，超级类地行星在宇宙中的数量远比之前认为的更为常见。
通过分析新发现的行星主星引起的细微光线扭曲，并将他们的发现与来自韩国微引力透镜网络（KMTNet）微引力透镜调查的更大数据集进行比较，研究人员发现，超级地球行星可以存在于距离其恒星的某个位置，该位置类似于我们的气态巨行星距离太阳的位置，该研究合著者、俄亥俄州立大学天文学荣誉退休教授安德鲁·古尔德（Andrew Gould）解释道。
系外行星中的隐藏模式
“科学家们知道小行星的数量要多于大行星，但在这项研究中，我们能够证明在这一总体趋势中，小行星的数量有多有少，”他表示，“这十分有趣。”
尽管轨道靠近恒星的行星相对容易被探测到，但发现轨道更宽、距离更远的行星则困难得多。即便如此，研究小组估计，在该星系中，每三颗恒星中就有一颗可能拥有一颗轨道周期漫长、类似木星的超级地球。他们的研究结果表明，这些质量巨大的岩石行星可能是整个宇宙中行星系统的普遍特征，高尔德说，这一结论有助于推动他所开创的行星微透镜这一新兴领域的发展。
微引力透镜如何照亮外星世界
本研究中的发现是通过微引力透镜效应获得的，这是一种观测效应，当质量的存在使时空结构扭曲到可检测的程度时，就会产生这种效应。当前景物体（如恒星或行星）位于观测者和更遥远的恒星之间时，来自恒星的光线会发生弯曲，导致物体亮度明显增加，持续时间从几个小时到几个月不等。
天文学家可以利用这些亮度上的起伏或隆起，来定位与地球不同的外星世界。在这种情况下，天文学家利用了微引力透镜信号来定位OGLE-2016-BLG-0007，这是一颗超级地球，其质量约为地球的两倍，轨道宽度超过土星。
这些观测结果使研究团队能够将系外行星分为两组，一组由超级地球和海王星类行星组成，另一组由木星或土星等气态巨行星组成。这一发现为行星系统科学开辟了新途径：对系外行星的分布有了更好的了解后，可以揭示其形成和演化的新见解。
全球合作揭示行星形成线索
该研究由中国、韩国以及美国哈佛大学和史密森学会的研究人员共同主导，最近发表于《科学》期刊。
为了解释他们的结果，研究人员还将他们的发现与行星形成的理论模拟预测进行了比较。他们的结果表明，虽然系外行星可以按质量和构成被分为不同的类别，但可能产生它们的机制却各不相同。
行星诞生理论之争
古尔德说：“关于气态巨行星形成的主流理论是气体快速吸积，但也有人认为是气体吸积和引力不稳定共同作用的结果。我们的意思是，我们还无法区分这两种理论。”
俄亥俄州立大学的天文学教授理查德·波格是这篇论文的另一位合著者，他表示，要做到这一点，可能需要从KMTNet等专业系统及其他类似微引力透镜仪器中获得更多长期数据。
发现微引力透镜事件的挑战
他说：“发现一颗微透镜恒星事件很难。发现一颗带有行星的微透镜恒星更是难上加难。我们必须观测数亿颗恒星，才能找到其中一百颗这样的恒星。”
这类排列非常罕见，迄今为止发现的 5,500 多颗系外行星中，只有 237 颗是通过微引力透镜方法发现的。波格说，现在有了位于南非、智利和澳大利亚的三台功能强大的定制望远镜的帮助，韩国微引力透镜望远镜网络 (KMTNet) 系统能让科学家定期搜索宇宙中的这类惊人事件。
最值得一提的是，正是俄亥俄州立大学成像科学实验室的科学家们设计并建造了韩国微引力透镜望远镜网络摄像机（KMTCam），而该系统正是依靠该摄像机来识别系外行星的。波格表示，随着技术的不断发展，像这样专门的全球合作将把科学理论的愿景变为真正的发现。
重构宇宙的故事
他说：“我们就像古生物学家一样，不仅要重建我们所居住的宇宙的历史，而且要重建支配宇宙的历史进程。”“所以，能把这两部分整合到一幅图景中，我感到非常满足。”
参考文献：《通过微引力透镜事件表明超级地球类外行星在类木行星轨道上很常见》，作者：臧伟成、Young Kil Jung、Jennifer C. Yee、Kyu-Ha Hwang、洪静杨、Andrzej Udalski、Takahiro Sumi、Andrew Gould、束德琳、Michael D. Albrow、Sun-Ju Chung、Cheongho Han、Yoon-Hyun Ryu、In-Gu Shin、Yossi Shvartzvald、Sang-Mok Cha、Dong-Jin Kim、Hyoun-Woo Kim、Seung-Lee Kim、Chung-Uk Lee、Dong-Joo Lee、Yongseok Lee、Byeong-Gon Park、Richard W. Pogge、张翔宇、匡仁坤、王涵玥、张纪元、胡哲成、朱玮、Przemek Mróz、Jan Skowron、Radosław Poleski、Michał K. Szymański、Igor Soszyński、Paweł Pietrukowicz、Szymon Kozłowski、Krzysztof Ulaczyk、Krzysztof A. Rybicki、Patryk Iwanek、Marcin Wrona、Mariusz Gromadzki、Fumio Abe、Richard Barry、David P. Bennett、Aparna Bhattacharya、Ian A. Bond、Hirosane Fujii、Akihiko Fukui、Ryusei Hamada、Yuki Hirao、Stela Ishitani Silva、Yoshitaka Itow、Rintaro Kirikawa、Naoki Koshimoto、Yutaka Matsubara、Shota Miyazaki、Yasushi Muraki、Greg Olmschenk、Clément Ranc、Nicholas J. Rattenbury、Yuki Satoh、Daisuke Suzuki、Mio Tomoyoshi、Paul J. Tristram、Aikaterini Vandorou、Hibiki Yama、Kansuke Yamashita，发表于2025年4月24日《科学》杂志。DOI：10.1126/science.adn6088
俄亥俄州立大学 ISL 团队的其他成员包括 Bruce Atwood、Tom O’Brien、Mark Johnson、Mark Derwent、Chris Colarosa、Jerry Mason、Daniel Pappalardo 和 Skip Shaller。
本项工作得到了美国国家科学基金会、清华大学、中国国家自然科学基金、哈佛-史密森天体物理学中心、中国载人航天工程、波兰国家学术交流局以及韩国国家研究基金会的支持。
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