JWST發(fā)現(xiàn)超級(jí)木星：第一顆直接成像的系外行星

利用JWST，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆新的系外行星;他們給一顆氣態(tài)巨行星取名為Eps Ind Ab。

更令人興奮的是，系外行星已被直接成像為一個(gè)離散且獨(dú)立的實(shí)體，獨(dú)立于對(duì)其恒星的觀測(cè)。它也是第一顆被成像的系外行星JWST公司沒(méi)有先在地面上使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行成像。

這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的世界比JWST迄今為止研究的任何氣態(tài)巨行星都要冷得多。一個(gè)超級(jí)-木星圍繞其恒星運(yùn)行，其間隔與海王星與太陽(yáng)的距離相當(dāng)。

這使得這一發(fā)現(xiàn)成為系外行星中的稀有寶藏，并可能成為系外行星科學(xué)新階段的開(kāi)始。

“當(dāng)我們意識(shí)到我們已經(jīng)對(duì)這個(gè)新星球進(jìn)行了成像時(shí)，我們很興奮，”天文學(xué)家伊麗莎白·馬修斯（Elisabeth Matthews）說(shuō)德國(guó)馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所。

“令我們驚訝的是，我們的MIRI圖像中出現(xiàn)的亮點(diǎn)與我們預(yù)期的行星位置不匹配。以前的研究已經(jīng)正確地確定了這個(gè)系統(tǒng)中的一顆行星，但低估了這顆超級(jí)木星氣態(tài)巨行星的質(zhì)量和軌道分離。

迄今為止，世界各地的天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了近5,700顆系外行星，或太陽(yáng)系外的行星，但對(duì)其的探測(cè)通常是我們所說(shuō)的間接。

這意味著我們實(shí)際上并沒(méi)有看到系外行星。我們看到了它對(duì)主星的影響。一顆系外行星從我們和恒星之間經(jīng)過(guò)，使恒星的光線稍微暗淡一點(diǎn)，而系外行星的引力則拉扯著恒星，使其看起來(lái)?yè)u晃，只有很小一點(diǎn)點(diǎn)。

我們之所以不經(jīng)?？吹较低庑行潜旧?，是因?yàn)樗鼈兎浅Ｐ。浅＿b遠(yuǎn)，而且它們可能反射或發(fā)出的任何光都非常暗淡。

間接檢測(cè)方法還偏愛(ài)較大的系外行星以及非?？拷渲餍堑南低庑行?，因?yàn)橄低庑行歉锌赡軓暮阈乔懊娼?jīng)過(guò)，而且頻率更高，這意味著觀測(cè)到它的幾率要高得多。

但是，軌道距離更遠(yuǎn)的系外行星更有可能被直接探測(cè)到，因?yàn)楦h(yuǎn)的距離意味著它們的光被恒星的光淹沒(méi)的機(jī)會(huì)較小。這仍然很難做到——迄今為止，只有大約 25 顆系外行星被直接成像——但這種方法可以幫助我們更多地了解外星行星系統(tǒng)的遙遠(yuǎn)范圍，而這些外星行星系統(tǒng)很難通過(guò)其他方式進(jìn)行研究。

Eps Ind Ab的母星Epsilon Indi A是一顆橙矮星，位于距離地球僅12光年的三星系統(tǒng)中。在長(zhǎng)期的觀察中，天文學(xué)家注意到Epsilon Indi A的行為有點(diǎn)奇怪。它似乎在移動(dòng)，仿佛被引力拉扯著，不是被其系統(tǒng)中的另外兩顆恒星中的一顆拉動(dòng)，而是被一個(gè)巨大的世界圍繞著這顆恒星本身運(yùn)行。

已經(jīng)推斷出這顆暫定的系外行星的性質(zhì)，但沒(méi)有更多數(shù)據(jù)，它的身份仍然難以捉摸。

這是JWST的提示。紅外望遠(yuǎn)鏡可以像以前出現(xiàn)的其他太空望遠(yuǎn)鏡一樣探測(cè)到昏暗的光線，并且包括一個(gè)日冕儀為了阻擋恒星本身的光線，所以馬修斯和她的同事們預(yù)訂了時(shí)間去看看Epsilon Indi A周?chē)目臻g。

他們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一些東西，在恒星的軌道空間中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)亮點(diǎn)。但是，令人驚訝的是，這并不是他們認(rèn)為會(huì)在那里的地方。

“我們?cè)跀?shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)信號(hào)，與預(yù)期的系外行星不匹配，”馬修斯說(shuō).“但這顆行星看起來(lái)仍然是一顆巨大的行星。

根據(jù)他們的觀察和檔案數(shù)據(jù)，研究人員能夠確定這個(gè)點(diǎn)確實(shí)是一顆系外行星，而不是更遠(yuǎn)位置的其他物體。它似乎是一個(gè)非常冷的氣態(tài)巨行星，圍繞Epsilon Indi A的軌道約為200年，距離約為28個(gè)天文單位。海王星與太陽(yáng)的距離約為30個(gè)天文單位。

先前的估計(jì)曾預(yù)測(cè)過(guò)一個(gè)質(zhì)量大約是木星三倍的世界，距離為8.8個(gè)天文單位。我們預(yù)期的發(fā)現(xiàn)和我們發(fā)現(xiàn)的之間的巨大差異，凸顯了直接成像對(duì)研究外星世界的價(jià)值。

我們還沒(méi)有完全完成 Eps Ind Ab。研究人員希望他們能夠進(jìn)行更多的觀測(cè)，從而深入了解其大氣成分，并完善其軌道。

“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們還希望觀察附近的其他行星系統(tǒng)，以尋找可能逃脫探測(cè)的冷氣巨行星。馬修斯說(shuō).

“這樣的調(diào)查將成為更好地了解氣態(tài)行星如何形成和演化的基礎(chǔ)。

該研究已發(fā)表在自然界.

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