下次当你仰望夜空，惊叹于头顶上繁星的数量时，要知道你看到的只是我们星系所拥有的壮丽宝藏的一部分。大多数银河系的恒星并不是孤立的天体。根据一项新的分析，平均一颗恒星至少有一个行星伴侣，肉眼不可见，而且在大多数情况下，望远镜也尚未看到。
系外行星竟然比恒星还要普遍，而恒星本身似乎就数不胜数，这为人们带来希望，在夜空中某个地方，围绕着其中一颗恒星旋转的，可能存在着一个像地球一样的世界，那里生命可能有机会扎根，甚至进化成智慧形式。
发表在1月12日《自然》杂志上的银河系行星频率分析。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）由巴黎皮埃尔和玛丽居里大学天体物理研究所的天文学家阿尔诺·卡桑领导的研究人员，利用行星发现的一个小样本来推断整体行星数量的大小。从少数已知的行星进行推断，并考虑到每个行星能从地球上被探测到的概率相对较低，研究人员发现，每颗恒星平均拥有1.6颗行星。
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这个过程有点像通过窥视少数随机的家庭，计算看到的儿童数量，并估计有多少儿童在学校或在其他地方看不到，来估计典型家庭的平均儿童数量。因此，行星的人口统计学仍然是初步的；考虑到小数字的统计数据，实际平均值可能更接近每颗恒星一颗行星，或者可能远超过每颗恒星两颗行星。但系外行星的普遍存在，近年来其他天文活动也表明了这一点，似乎是毋庸置疑的。
“这并不令人惊讶，但这是一个非常有趣的事情，”俄亥俄州立大学的天文学家斯科特·高迪说，他没有参与这项新研究。也许最令人鼓舞的是卡桑和他的同事们的发现，即行星的频率随着这些行星质量的减少而上升。像木星这样的大行星相对稀少，像海王星这样的中型行星存在于大约 50% 的恒星周围，而质量只有地球 5 到 10 倍的小行星则更为普遍。“从某种意义上说，行星很常见，而低质量行星就像泥土一样常见，”高迪说。
卡桑基于一种名为引力微透镜的行星探测方法进行了银河系的普查。天文学家使用智利的华沙大学望远镜监测大约 2 亿颗恒星，以寻找其中任何一颗恒星的光突然异常放大。这种亮度增加可能是由于另一颗恒星经过背景恒星的前面，中间恒星的引力场像透镜一样将背景恒星的光聚焦到地球上。这种排列很少见，但通过多年监测如此多的恒星，这项被称为光学引力透镜实验 (OGLE) 的活动记录了数千次微透镜事件。
然而，由于微透镜效应，背景恒星的变亮和随后的变暗并不总是遵循平滑的钟形曲线。在 OGLE 和位于新西兰约翰山大学天文台的类似天体物理学微透镜观测 (MOA) 实验中识别出的大约十几个案例中，透镜信号的不规则性指向一颗绕前景恒星运行并扭曲透镜对称性的行星。偏离钟形曲线的持续时间表明了疑似行星的质量。
微透镜有其缺点——行星信号是短暂的，仅在背景恒星和行星所在恒星保持对齐时持续（通常约一个月）。但它比其他行星探测技术有一个关键优势：它对离其母星不太近的天体敏感。更有效的行星搜索方法，包括美国宇航局的开普勒航天器采用的技术，该技术通过探测围绕恒星运行的行星遮挡其恒星而引起的光线周期性变化，在探测轨道非常接近其主星并因此很快完成轨道周期的行星方面最为成功。
“微透镜可以探测从地球到太阳距离的约 0.5 倍到 10 倍的非常大范围轨道间隔内的所有质量的行星，”卡桑说。他指出，随着对更大范围的轨道距离和行星质量的探索，丰度估计只会增加。“我们的结果是针对质量在 5 个地球质量到 10 个木星质量之间的行星给出的，”卡桑说。“如果存在更远或更近的其他行星，则每颗恒星的平均行星数量将相应增加。”
较小的行星比更大的行星更频繁地出现这一结论，加强了开普勒对在其恒星附近运行的行星所显示的结果。该航天器旨在定位与我们自己的世界相似的世界——位于温和的、类似地球的距离其主星的小型岩石行星。这项搜寻仍在进行中，但该任务的早期结果已经揭示，小行星——那些只比地球稍大的行星——在开普勒已经敏感的较热的、近距离轨道中很常见。
“开普勒已经发现小行星实际上在恒星周围非常普遍，”高迪说。“这对我们最终在宜居带中找到一颗地球大小行星的目标大有裨益。所有迹象都表明低质量行星很常见，所以我认为我们很有可能在未来几年内找到这样的系统。”