隐藏行星：来自 'Oumuamua 与 DSHARP 的启示

首个星际闯入者 'Oumuamua（1I/2017 U1）的发现，暗示存在大量自由漂浮的小天体，其被抛射进入星系空间无法由当前已确认系外行星的种群解释。在 'Oumuamua 发现后不久，DSHARP 巡天的观测结果展示了原行星盘中环状/缝隙亚结构的近乎普遍性，强烈暗示存在一个庞大且尚未被探测到的宽间距行星种群，它们能够高效地将碎屑从其环境中抛出。这些行星具有 $a \gtrsim 5$ au、质量约为海王星量级或更大，并可能伴随约 50% 的新形成恒星（Zhang et al. 2018）。我们将 DSHARP 结果与当前时域巡天的统计约束相结合，以量化由盘内巨行星通过引力助推抛射出的可探测冰质星子种群。评估星际天体的预期统计分布对于准确规划和解释未来探测至关重要。我们表明，'Oumuamua 所暗示的星际天体数密度与 'Oumuamua 本身起源于经引力助推从 DSHARP 型系统抛射出的冰质星子相一致，但需注意 'Oumuamua 缺乏观测到的排气现象仍与彗星起源强烈矛盾。在此解释下，'Oumuamua 的探测指向系外系统中大量长周期巨行星，支持原行星盘中观测到的缝隙由行星刻出的假说。若 'Oumuamua 是被抛射的彗星状星子，我们得出结论：LSST 每年应探测到多达数个 'Oumuamua 尺寸或更大的星际天体，而对于 $r > 1\,{\rm m}$ 的天体每年超过 100 个。