【深度認識】流浪行星

在浩瀚的宇宙之中，無數個行星沿著固定的軌道繞著一顆恒星運行，就如地球繞太陽一樣穩定而有秩序。但你可曾想過，有些行星根本沒有屬於自己的太陽，它們孤身遊蕩於無盡的星際空間，猶如天際的孤行者？它們並非科幻小說的產物，而是真實存在於我們宇宙中的——這些神祕的天體就叫作「流浪行星」（Rogue Planet，又稱孤立行星、漂流行星）。今天，就讓我這位專業天文學家，帶大家深入認識這些奇特的宇宙流浪者，揭開它們的神秘面紗。

甚麼是流浪行星？與一般行星有何分別

我們日常印象中的行星，如地球、火星，甚至太陽系外的「系外行星」（Exoplanet），都是環繞著某一顆恆星（Star）運行的。但流浪行星則特立獨行——它們沒有圍繞任何恒星運動，而是在星際空間中獨自漂流。這情況有點像一家人一起住於溫暖的家（恆星系統），而流浪行星則像迷路的小孩，離家出走，獨自漂泊在大街小巷裡。

流浪行星的英文名「Rogue Planet」就蘊含了「反叛者」或「不按常理出牌」的意思。有時科學家又稱它們為「自由浮動行星」（Free-floating planet）、「星際行星」（Interstellar planet），甚至戲稱為「黑暗行星」（Dark planet），因為它們缺乏恆星的照耀，通常沉浸於一片黑暗之中。

流浪行星的基本參數

流浪行星並不是某一顆特定的天體，而是一整類天體。不過，根據目前的科學發現，流浪行星的性質和地球、太陽等行星或恒星有很大分別。一起來看看它們的各項基本參數：

體積：流浪行星的體積差異極大，從類地行星（如地球）的直徑約12,742公里，到像木星般巨大的氣體巨行星（直徑約142,984公里）都有。部分研究甚至認為，質量超過13倍木星的流浪天體，應分類為棕矮星（Brown Dwarf），而非行星。
質量：目前發現的大部份流浪行星，其質量從0.5倍至幾倍木星（Jupiter Mass, MJ），亦有推算會存在更小（如地球質量）或更大（接近棕矮星）的流浪行星。
與地球距離：由於流浪行星散落於銀河系的不同角落，最接近地球的流浪行星尚難確切界定。不過，據推測，距離地球最近的流浪行星可能距離數十至數百光年。相比之下，地球與太陽僅約1億5千萬公里（1天文單位, AU）。
溫度：因為遠離恒星，流浪行星普遍極為寒冷。少部分較年輕（或剛被拋射出來）的流浪行星，由於內部殘餘熱量，表面溫度可達100至幾百度熱，但大部份流浪行星表面溫度則只得零下200°C或更低，處於極端的低溫狀態。相比，地球平均溫度約15°C，而太陽表面高達5,500°C。
成分：流浪行星的成分跟正常行星相似。主要分為氣體巨行星及類地行星，成分可能以氫、氦為主（如木星），或以岩石和金屬為主（如地球）。密度、內部結構則因其質量及形成歷史而異。
自轉公轉時間：流浪行星不圍繞任何恆星，自然沒有公轉週期。但它們仍會自轉（Spin），自轉速度從數小時至數十小時不等，視乎它原本在行星系統的狀況。同時，它們仍然繞銀河中心公轉，一圈約需2億~2.5億年（即太陽繞銀河中心公轉的速度）。
數量：最新天文研究（2021年發表的MOA和OGLE巡天成果）顯示，流浪行星的數目可能十分驚人，有學者認為只在銀河系內，流浪行星總數甚至有機會多過恆星總數——也就是超過一千億顆！

流浪行星的形成：天文界的漂泊者如何誕生？

究竟這些「沒有太陽的行星」是怎樣出現的呢？目前主要有兩種被接受的理論：

形成於行星系統後被驅逐：大多數流浪行星可能本來出生在某個行星系統，例如類似太陽系。於年輕的行星系統時期，行星之間受到重力互動，有些行星可能被較大的同行「彈射」出去（Gravitational Scattering），從此脫離母恆星，流浪太空。
直接於星際物質中獨立形成：有部分天文學家認為，部份流浪行星在星際氣體雲中，與恆星競爭資源時自己獨立形成，但質量不足以引發像恆星那樣的核聚變（Nuclear Fusion），只能成為『未點燃』的行星。

不論是哪一種形成方式，這些行星既無「太陽」溫暖照耀，也孤單漂泊，命運如一葉孤舟，自許茫茫。

如何發現流浪行星？

流浪行星既不會發光，也缺乏恆星的照射，要發現它們可謂難上加難。傳統發現行星的方法，如「凌日法」（Transit Method）和「徑向速度法」（Radial Velocity Method），都要求行星需有恒星作背景或參考。不過，科學家就想到另一絕妙方法——「重力微透鏡效應」（Gravitational Microlensing）。

所謂微透鏡效應，即當流浪行星在地球和背景恆星之間經過時，它強大引力會令背景星光線微微彎曲和增亮，從而被天文望遠鏡偵測到。這種方法就像捕捉走過馬路的貓，只能靠貓的影子閃爍去推斷牠的存在，而不能親眼看到本尊。2021年，MOA（Microlensing Observations in Astrophysics）和OGLE（Optical Gravitational Lensing Experiment）兩大國際合作巡天計劃，發現了70幾顆質量相當於地球至木星之間的流浪行星，證實這一方法十分有效。

流浪行星與太陽、地球的比較

參數	流浪行星	地球	太陽
體積 (半徑)	1地球 ~ 1木星（甚至更大更小）	6,371 公里	696,340 公里
質量	0.5木星 ~ 10木星（不等）	5.97 x 10²⁴ kg	1.989 x 10³⁰ kg
溫度	~ -200°C 或更低	15°C（平均）	5,500°C（表面）
與地球距離	數十~數百光年（不定）	–	1.5億公里（1 AU）
是否圍繞恆星	否	是	–
自轉	數小時~數十小時	23.93小時	約25天
公轉	無（僅繞銀河中心）	365日	–

流浪行星能有生命嗎？

當我們想像生命的存在，習慣視「太陽」為必要條件——正如地球，得益於太陽而孕育出豐沛的生態圈。但流浪行星最令人著迷之處，就是即使在極度黑暗寒冷的星際，也不排除生命能夠存在。科學家提出，假如流浪行星夠大（如木星），而且帶著厚厚的氣體外殼，內部殘餘熱量或者因放射性同位素衰變的熱能（Radiogenic Heating），可能驅動地底海洋。換句話說，即使外表冰封，內裡卻存有溫暖的「地下溫泉」！

不少天文學家推想，若流浪行星具有類似地球的地殼和大氣，其地底海洋中或許可孕育細菌等原始生命。當然，這仍只是理論推測，暫未有直接證據。不過，這念頭不能不讓人聯想起一些科幻故事，比如電影《星際啟示錄》（Interstellar）中就曾出現過流浪行星的生存想像。

流浪行星：故事與未來研究方向

你也許會問：究竟宇宙中到底有多少流浪行星？它們會否撞擊地球？將來科技能否追蹤甚至派探測器拜訪這類天體？現階段，流浪行星的觀測工作正於全球天文界如火如荼進行，包括利用即將啟用的羅曼望遠鏡（Roman Space Telescope）、韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）等強大工具，加強對暗弱天體的發現。

至於它們帶來的潛在威脅，有部分媒體曾誇大「流浪行星將闖入太陽系」的危機，其實這機會極低。太陽系外層已經巨大，且空間極為廣闊。流浪行星撞擊太陽系行星的可能性，遠低於隕石和彗星撞擊地球。另外，學者希望透過流浪行星的研究，更了解行星系統演化、宇宙生命可能性、甚至如何「宇宙移民」等前沿科學問題。