天文學家競相捕捉恆星附近系外行星的影像

AF Lep b 星球是一個充滿第一名的世界。，它是我們太陽系之外可直接觀測並使用天體測量學測量其質量的最小行星。這項技術可以記錄主恆星多年來的微妙運動，以深入了解包括行星在內的繞軌道運行的伴星。

現在，AF Lep b 是詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 直接觀測到的質量最低、角距最小的行星（即從地球上看它與主恆星的距離有多近）。結果是發表最近在天體物理學雜誌通訊。

AF Lep b 已有 2300 萬年的歷史，是一顆相對年輕的氣態巨星。 （作為比較，木星的年齡為 46 億歲。）這使得它很明亮，因此成為觀測的絕佳候選者。然而，由德克薩斯大學奧斯汀分校研究生凱爾·弗蘭森和約翰·霍普金斯大學威廉·巴爾默領導的希望更多地了解這顆行星的團隊必須爭分奪秒地捕捉它。那是因為它正在接近它的在它的軌道上。距離越近，觀察就越困難。

「AF Lep b 正好位於可探測的內邊緣。儘管 JWST 非常靈敏，但它比我們地面上最大的望遠鏡還要小，」弗蘭森解釋道。 “我們正在觀察，它具有使物件看起來更模糊的效果。當一個來源與另一個來源看起來如此接近時，就很難將它們分開。

更重要的是，JWST 使用日冕儀進行觀測靠近他們的星星。這是一種阻擋恆星光線的工具，以便可以看到附近的物體。在 AF Lep b 與其恆星的角距處，日冕儀阻擋了超過 90% 的行星光線。當行星接近其恆星時，越來越多的光線將被阻擋。

「傳統觀點認為，JWST 對寬軌道上的低質量行星比地面設施更敏感，但在發射之前，尚不清楚它在小距離上是否具有競爭力，」科學家布倫丹·鮑勒(Brendan Bowler)說。 “我們確實正在將儀器推向極限。”

AF Lep b 繞著其恆星運行大約需要 25 年。儘管從理論上講，當它再次可見時，天文學家可以在恆星的另一側捕捉到它的圖像，但這可能需要十多年的時間。

為了確保他們不會錯過這個機會，團隊申請並收到了？董事的自由裁量時間。這是望遠鏡上保留的時間，用於關鍵的、時間敏感的觀測。獲得 JWST 觀測時間的提案具有競爭力，在這一特殊頭銜下更是如此。

「這是第一個由研究生領導的主任自由支配時間項目，」鮑勒說。 “而且它是系外行星領域中僅有的幾個之一。”

太空望遠鏡科學研究所的天文學家、該論文的合著者 Laurent Pueyo 補充道：“兩名研究生能夠利用所有這些令人難以置信的技術創新，這真是一件了不起的事情。”

團隊渴望更多地了解 AF Lep b 的大氣層，因為直接觀察太陽系中與氣態巨行星質量相似的行星並不常見。根據他們的觀察，它有一個非常活躍的大氣層，對流在其下層和上層之間混合了元素。

“我們觀察到更多比我們最初預期的要多，”巴爾默解釋道。“將這種類型的氣體帶入地球高層大氣的唯一方法是利用強烈的上升氣流。

雖然了解更多關於 AF Lep b 的資訊令人興奮，但進行這些觀察的能力尤其值得注意。

「從總體上看，這些數據是在 JWST 運營的第二年獲得的。未來還會有更多數據，」鮑勒說。 「這不僅僅是關於我們現在所了解的行星。這也與我們很快發現的行星有關。這預示著我們將在未來幾年看到的一些令人興奮的工作。”