中红外 JWST 观测导致了 Eps Ind Ab 的发现。 (T. Muller/MPIA/HdA,E. Matthews/MPIA))
利用詹姆斯·韦伯太空望远镜,天文学家发现了一颗新的系外行星;这是一颗气态巨行星,他们将其命名为 Eps Ind Ab。
更令人兴奋的是,这颗系外行星被直接成像为独立于其恒星观测的离散实体。这也是第一颗被约翰·韦斯特而无需先使用地面望远镜进行成像。
这个新发现的世界比詹姆斯·韦伯太空望远镜迄今研究过的任何气态巨行星都要冷得多;超级它绕其恒星公转,其间距与海王星与太阳的距离相当。
这使得这一发现成为系外行星中的稀世珍宝,并可能开启系外行星科学的新阶段。
“当我们意识到我们已经拍摄到了这颗新行星时,我们非常兴奋。”天文学家伊丽莎白·马修斯说德国马克斯·普朗克天文研究所。
“令我们惊讶的是,MIRI 图像中出现的亮点与我们预期的行星位置不符。之前的研究正确地确定了该系统中的一颗行星,但低估了这颗超级木星气态巨行星的质量和轨道分离。”
迄今为止,世界各地的天文学家已经发现并证实了近5,700颗系外行星,或太阳系外的行星,但对其的探测通常被称为间接的。
这意味着我们实际上看不到系外行星。我们看到的是它对其主恒星的影响。一颗系外行星从我们和恒星之间经过,使恒星的光线稍微变暗,而系外行星的引力则拉扯着恒星,导致它看起来摇晃了一点点。
我们经常看不到系外行星本身的原因是它们非常小、距离非常遥远,并且它们反射或发射的任何光都非常暗淡。
间接检测方法也以及非常接近其主恒星的系外行星,因为系外行星更有可能从恒星前方经过,而且更频繁,这意味着观测到它的几率要高得多。
但轨道距离较远的系外行星更容易被直接探测到,因为距离越远,它们的光被恒星光淹没的可能性就越小。这仍然相当困难——到目前为止,只有大约 25 颗系外行星被直接成像——但这种方法可以帮助我们更多地了解难以研究的外星行星系统的遥远范围。
Eps Ind Ab 的母星 Epsilon Indi A 是一颗橙矮星,位于一个三星系统中,距离地球仅 12 光年。在长期的观察中,天文学家注意到 Epsilon Indi A 的行为有点奇怪。它似乎在移动,好像受到引力牵引,不是来自其系统中的另外两颗恒星之一,而是来自围绕恒星本身运行的巨大世界。
人们已经推断出这颗暂定系外行星的特性,但由于缺乏更多数据,其身份仍然难以确定。
这是詹姆斯·韦伯太空望远镜的线索。这架红外望远镜能够探测到之前任何太空望远镜都无法企及的暗光,并且配备了日冕仪遮挡恒星本身的光线,因此马修斯和她的同事预留了时间来观察印第安 A 星周围的空间。
他们确实发现了一些东西,恒星轨道空间中的一个亮点。但令人惊讶的是,它并不在他们想象的位置。
“我们在数据中发现了一个与预期的系外行星不匹配的信号。”马修斯说“但这颗行星看起来仍是一颗巨行星。”
根据他们的观察和档案数据,研究人员能够确定这个小点确实是一颗系外行星,而不是位于更远位置的其他物体。它似乎是一颗非常寒冷的气态巨星,绕 Epsilon Indi A 运行约 200 年,距离太阳约 28 个天文单位。海王星与太阳的距离约为 30 个天文单位。
此前的估计显示,这颗行星的质量约为木星的三倍,距离我们 8.8 个天文单位。我们预期发现的行星和实际发现的行星之间存在巨大差异,这凸显了直接成像对外星世界研究的价值。
我们对 Eps Ind Ab 的研究还未结束。研究人员希望他们能够进行更多的观察,以深入了解其大气成分,并优化其轨道。
“从长远来看,我们希望观察附近的其他行星系统,寻找可能未被发现的冷气态巨行星。”马修斯说。
“这样的调查将为更好地了解气态行星的形成和演化方式奠定基础。”
该研究已发表于自然。