

美国国家航空航天局 (NASA)、欧洲航天局 (ESA) 和加拿大航天局 (CSA) 的天文学家首次使用詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到了系外行星的直接图像。太阳系外行星,或称 系外行星,是指存在于我们太阳系之外的行星。
研究人员目前正在分析这些观测的新数据,并正在撰写一篇供同行评审的论文。这些发现目前已 在预印本上发布。但韦伯首次捕捉到的系外行星图像已经预示着未来研究遥远世界的新可能性。
JWST 捕捉到了名为 HIP 65426 b 的宜居气态巨行星的图像,该行星距离地球约 385 光年。它的质量约为木星(我们太阳系中最大的行星)的 6 到 12 倍,天文学家认为他们的观测有助于缩小这一估计范围。与拥有 45 亿年历史的地球相比,HIP 65426 b 只有 1500 万到 2000 万年的历史,所以在行星的范畴里它还算年轻。
[相关:詹姆斯·韦伯太空望远镜首次揭示遥远气态行星大气层充满二氧化碳。]
“这是一个变革性的时刻,不仅对韦伯来说,对整个天文学界来说也是如此,”英国埃克塞特大学物理和天文学副教授 Sasha Hinkley 在 NASA 的一篇博文中说。他领导了一个大型国际合作团队进行这些观测,在 NASA 的一篇博文中。
NASA/ESA/CSA 发布的照片通过四种不同的滤光片展示了这颗系外行星。与人眼不同,JWST 可以在 红外光 下观察宇宙,这使得天文学家能够更精确地测量系外行星的质量和温度,甚至可以探测到遥远行星天空中的云层运动。红外光为未来的观测指明了方向,这些观测将比以往任何时候都揭示更多关于系外行星的信息。
JWST 的 近红外相机 (NIRCam) 和 中红外仪器 (MIRI) 配备了 日冕仪。这些是一组微小的掩膜,可以阻挡星光,使望远镜能够直接拍摄 HIP 65426 b 等系外行星的图像。NASA 的 Nancy Grace Roman 太空望远镜,计划在本十年内发射,将展示更先进的日冕仪。
“韦伯的日冕仪在抑制主星光方面表现得非常出色,这令人印象深刻,”Hinkley 说。
尽管这张特定的图像对天文学家来说是新的,但 HIP 65426 b 并非如此。这颗系外行星最早是在 2017 年使用位于智利北部欧洲南方天文台 (ESO) 的甚大望远镜上的 SPHERE 仪器 检测到的。这台地面望远镜使用了短波红外光拍摄了这颗系外行星的图像。JWST 能够捕捉更长的红外波长,揭示了地面望远镜由于地球大气层固有的红外辐射而无法看到的细节。
尽管 已发现超过 5000 颗系外行星,但直接拍摄它们的图像仍然极具挑战性。系外行星围绕恒星运行,就像地球围绕太阳运行一样,而这些恒星通常比行星亮得多。根据 NASA 的数据,HIP 65426 b 在近红外区域比其主恒星暗一万多倍,在中红外区域暗几千倍。
[相关:新发现的系外行星可能是一颗覆盖着水的“超级地球”。]
在每张滤光片图像中,HIP 65426 b 都显示为一个略有不同形状的光斑,这是由于 JWST 的光学系统通过不同的光学元件翻译光线的结果。
“获得这张照片感觉就像在挖掘太空宝藏,”加州大学圣克鲁兹分校的博士后研究员 Aarynn Carter 在 NASA 的新闻稿中说。他领导了图像分析。“起初我只能看到来自恒星的光,但通过细致的图像处理,我能够消除这些光并揭示出这颗行星。”
虽然这不是 首张从太空拍摄的系外行星直接图像,但 HIP 65426 b 的这些图像为 JWST 激动人心的系外行星探索指明了前进的方向。
“我认为最令人兴奋的是,我们才刚刚开始,”Carter 说。“未来还将有更多系外行星的图像出现,它们将塑造我们对它们的物理、化学和形成过程的整体理解。我们甚至可能发现以前未知的行星。”