借助一个超大质量黑洞和阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论，一组研究人员表示，他们首次探测到银河系以外的行星。
研究人员说，在我们的星系中发现行星已经够困难了；在更遥远的星系中发现它们更具挑战性。
“即使在银河系中，系外行星也很难探测到，”俄克拉荷马大学的天文学家、这项新研究的合著者戴新宇通过电子邮件告诉 Space.com。“星系离我们更远，因此探测其他星系中的行星将困难得多。”[系外行星：太阳系以外的世界]
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戴和他的合著者爱德华多·格拉斯使用美国宇航局的钱德拉X射线天文台研究了距离地球38亿光年远的星系中心的超大质量黑洞周围的环境。该星系是一个类星体的所在地，这是一个极其明亮的光源，据认为是当一个非常大的黑洞加速其周围的物质时产生的。但研究人员表示，他们的研究结果揭示了地球和类星体之间星系中行星的存在。
此外，科学家们表示，结果表明，在大多数星系中，每颗恒星大约有2,000颗自由漂浮的行星。这意味着在类星体和银河系之间的星系中，可能存在数万亿颗无星的行星在移动。
银河系以外的世界
当戴和格拉斯将钱德拉望远镜转向类星体RX J1131-1231时，他们希望利用爱因斯坦的广义相对论预测的自然放大镜——一种称为引力透镜或微透镜的程序——来了解更多关于产生类星体的黑洞的信息。当来自更遥远星系（在这种情况下，是包含类星体的星系）的光线在前景中一个较小的星系周围传播时，引力放大了类星体星系的光线，使天文学家更容易看到可能太遥远而无法观察到的特征。
戴说：“观测的最初目的是研究超大质量黑洞的环境。”
当戴和格拉斯检查类星体透镜产生的四个图像时，他们注意到每个图像都与其他图像略有不同。来自背景类星体的光线分成四条路径，产生四个类星体图像。如果星系是质量均匀分布的单一块，那么每条光路都会发生相同的偏移。但是星系要混乱得多，恒星在某些区域紧密聚集，而在其他区域则分布得更稀疏。在考虑了恒星可能扭曲结果的程度后，研究人员得出结论，无法解释的变化可能来自（较近）透镜星系中行星引起的引力透镜。（微透镜已经被用作一种技术来寻找我们星系中的系外行星。）
在过去的十年中，钱德拉望远镜观察了类星体38次，研究人员在这些观测中发现了类似行星的特征。虽然这些差异可能来自黑洞周围吸积盘中的“热点”，但之前的研究（戴也参与其中）得出结论，这不太可能。
通过检查透镜星系产生的单个图像如何移动，研究人员能够估计有多少自由漂浮的世界可能对这种效应负责。虽然估计的行星数量因单个世界的大小而异，但研究人员估计，前景星系中每颗恒星可能有多达 2,000 个自由漂浮的世界。这些世界很可能与行星系统一起形成，但被另一个气体巨星抛出，很像木星清理了年轻的太阳系。
每颗行星的大小都在地球的卫星和木星之间。但大多数被抛出的世界可能没有那么小。在较大的尺寸下，每 10 颗恒星中可能就有一颗自由漂浮的木星大小的世界，这个数字与银河系中自由漂浮行星的估计值一致，戴说。
研究人员只能估计没有恒星漂浮的世界的数量，而不是那些围绕太阳运行的世界。研究人员说，这是因为围绕轨道运行的世界的引力被它们更大的恒星显着地掩盖了。
波兰华沙大学的研究员普热梅克·姆罗兹通过电子邮件告诉 Space.com，“他们分析中行星的确切数量取决于具体的假设，而且不确定性很大。”姆罗兹没有参与这项新研究，他说他认为这项研究是可靠的，但要准确回答有多少行星可能在星系中漂浮这个问题很难。姆罗兹说，检查其他星系中类似的变化应该有助于完善这个数字。
姆罗兹说：“观测其他透镜类星体将有助于研究其他星系中的行星数量。”
除了研究引力透镜外，姆罗兹还是位于华沙大学的光学引力透镜实验（OGLE）的成员，该实验使用微透镜来寻找暗物质。因为该实验使用银河系内部的恒星作为透镜，所以OGLE已经识别出我们星系中的几颗系外行星。
这项新研究发表在《天体物理学杂志通讯》上。
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地球太阳系之外的大多数银河系行星都是使用几种不同的方法确定的。最早发现的大部分系外行星是“热木星”，它们的质量和近距离轨道牵引着它们的恒星，导致恒星轻微摇摆。这使得研究人员能够通过所谓的径向速度方法识别出行星。
然后，像美国宇航局的开普勒太空望远镜这样的仪器使用凌日法发现了大量的世界，该方法利用了行星在穿越恒星和地球之间时如何阻挡来自恒星的光线。
但是，通过微透镜，在太阳系中也发现了其他世界，尽管规模远小于新研究中的规模。应用这种方法的天文学家通常不是使用类星体，而是检查两颗暂时彼此对齐的恒星（从地球上看）。来自前景恒星的引力将来自背景恒星的光线分成两束，围绕前景或透镜恒星传播，从而产生两个透镜图像。如果透镜恒星拥有一个穿过其中一束光线的行星，那么该行星的引力会弯曲光流，并暂时产生源恒星的第三个图像。由于恒星更靠近地球并且位于银河系内，因此可以以一种在戴和格拉斯使用的大规模星系中不可能的方式将它们的行星分离出来。这种光的特征可以揭示行星的质量、轨道和年份长度。[视频：引力微透镜——如何使用这种技术发现行星]
虽然研究人员可以重新检查通过凌日和径向速度发现的行星，但两颗恒星的对齐的罕见和随机性意味着通过微透镜发现的世界是一次性的。尽管如此，科学家们已经使用这种方法发现了比通过其他两种方法发现的行星远得多的行星。2006 年，天文学家使用微透镜发现了一颗距离地球 22,000 光年的行星，它围绕着银河系中心附近的一颗恒星运行。
通过将类星体添加到混合物中，戴和格拉斯成为第一个在星系外发现系外行星的人。但他们可能不是最后一个，他们说。这对夫妇已经注意到了另外两个显示出类似行为的透镜类星体。
“微透镜在某种程度上是独特的，因为它不需要检测来自行星宿主恒星或行星本身的任何光。它只使用来自背景物体的光，”俄亥俄州立大学的微透镜研究员拉多斯拉夫·波莱斯基告诉 Space.com。
波莱斯基说：“这使得微透镜成为在可预见的未来探测其他星系中行星的唯一技术。”
波莱斯基和姆罗兹最近建议，可以使用微透镜来发现小麦哲伦星云（位于银河系附近的矮星系）中的行星，使用未来的仪器，例如大型综合巡天望远镜（LSST），目前正在智利建设中。波莱斯基和姆罗兹的研究表明，研究人员可以使用来自背景恒星的光线来识别矮星系中恒星周围的单个行星，而不是依赖于类星体。
姆罗兹说：“我们估计 LSST 每年将能够（在小麦哲伦星云中）找到至少几个微透镜事件，并且应该在其中一些事件中观察到行星信号。”
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