在一项于 7 月 24 日发表在《自然》杂志上的新研究中，一个由 19 名来自世界各地的科学家组成的团队报告了发现一颗围绕恒星 Eps Ind A 运行的新巨型系外行星。这颗名为 Eps Ind Ab 的行星是用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 观测到的，其质量至少是木星的六倍。Eps Ind Ab 的温度约为 275 开尔文（2°C，35°F），是迄今为止直接成像的温度最低的系外行星。
根据该研究的合著者、马克斯·普朗克天文学研究所的博士后研究员 Elisabeth Matthews 的说法，像 Eps Ind Ab 这样的寒冷巨型行星很难找到，因为它们很暗淡，并且它们发出的许多光都落在电磁光谱的中红外部分。中红外很难从地球研究，这使得 JWST——以及它研究 EM 光谱这一特定部分的光学设备和相机——对这次发现至关重要。
“在 JWST 之前，”Matthews 说，“我们没有一个望远镜……足够大，可以从空间上分辨出行星和恒星，同时又在中红外波长上足够灵敏。”
2019 年首次推断出 Eps Ind A 附近存在一颗巨行星，并在 2023 年 2 月和 7 月发表的两篇论文中进一步预测了其性质。然而，当研究小组研究 JWST 的数据时，他们发现这颗行星与他们预期的非常不同。
Eps Ind A 比科学家们先前认为的要大得多，也离其恒星更远。然而，它也带来了其他谜团。这颗行星在 JWST 观测它的中红外波长下非常明亮。如此之明亮，以至于 Matthews 说：“我们很惊讶地发现[它]之前没有从地面上被探测到。”大多数模型预测，在这些波长下像 Eps Ind Ab 一样明亮的行星在其他波长下也会很明亮——特别是有一个波长，Eps Ind A 系统已经详细研究过。
那些观测没有探测到 Eps Ind Ab，这表明它实际上在 4 微米的波长下并不明亮。研究小组推测，这可能是因为这颗行星的大气层富含在 4 微米范围内吸收光线的化合物。Matthews 认为一氧化碳和二氧化碳，以及甲烷，可能是他们模型中的关键贡献者。如果这一理论是正确的，那么这颗行星将异常富含这些化合物——这反过来又会引发关于这颗行星如何形成的更多问题。
“很难为一个拥有如此多重元素的行星形成模型，”Matthews 说。
然而，她警告说，关于这些元素存在的理论需要进一步的数据才能得到证实。该团队希望用 JWST 的光谱仪来检查这颗行星的大气层，这将允许直接测量这颗行星的大气成分。
Eps Ind Ab 有望成为未来密集研究的对象。关于这颗行星本身，即其大气层的成分和形成过程，仍有待解决的问题。但它也提供了一个直接观测一类相对稀有的系外行星的机会，使其成为科学家们检验理论模型的绝佳现实数据来源。
“在天文学中，我们大多数时候只能测量恒星、棕矮星和行星的亮度，”Matthews 解释道。“我们经常希望能够根据它们的亮度来推断这些物体的质量。”
为了做到这一点，科学家们开发了将亮度和质量联系起来的模型。这些模型模拟了这些物体的形成和演化，而 Eps Ind Ab 为科学家们提供了一个首次测试低温范围内热演化模型的机会。正如论文所述，结果是鼓舞人心的：“行星的最佳拟合温度与理论热演化模型一致。”
最后，Eps Ind Ab 及其母星被引力束缚在一个由研究小组描述为“分离度很大的棕矮星双星”系统中。Matthews 说，这两颗棕矮星很可能与 Eps Ind Ab 及其母星来自相同的物质，并在同一时间形成。她表示，知道所有四个天体最有可能共享同一种起源，这使得对这两个系统的研究“对于检验形成和演化模型非常有价值”。
JWST 有望在这一领域提供更多信息，计划观测这两颗棕矮星，以便研究小组能够将其大气化学成分与 Eps Ind Ab 进行比较。
更正：本文原版本错误地陈述了 Eps Ind Ab 上的温度。我们对此错误表示歉意。
