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距地球僅300光年遠的一顆恆星非常像我們太陽的年輕版本,有多個系外行星圍繞它執行。這本身就是一個有趣的發現,不過最令人感覺激動的是,它是第一個被直接拍攝到的行星。

在2020年2月16日的晚上,天文學家使用在智利的巨大望遠鏡直接觀測兩個巨大的系外行星圍繞著命名為TYC 8998-760-1的軌道執行。

直接成像系外行星是一個挑戰。因為與它們的主恆星相比,它們非常暗淡,而且離我們非常遠。到目前為止,已經證實的4000多顆系外行星中,大多數都是間接探測到的——比如當系外行星經過它前面時,恆星的光線會有微弱的規律性下降,或者由於系外行星的引力,恆星的位置會有輕微的擺動。因為當行星非常大且非常靠近恆星時,這些訊號更容易檢測到,所以大多數已確認的系外行星都很大且在近軌道上。但是,在非常近的軌道上的系外行星又很難直接成像,容易被恆星的光芒遮蓋過去。

目前為止,只有幾十個系外行星被直接成像。這其中,只有兩個其他的多行星系統圍繞著與太陽截然不同的恆星。

但在去年,由荷蘭萊頓大學的亞歷山大·博恩(Alexander Bohn)領導的一組天文學家利用直接成像技術發現了一顆不同尋常繞TYC 8998-760-1旋轉的行星。

它是一顆氣體巨星,質量大約是木星的14倍,在大約160個天文單位的距離繞恆星執行。這個距離是多遠呢?想象一下,冥王星圍繞太陽執行的平均距離為39個天文單位。

因此,博恩和他的同事們決定用超大望遠鏡的系外行星成像球儀器進行更近距離的觀察。

當把所有的資料放在一起時,他們驚訝的發現,這就是他們所期望看到的太陽系外行星TYC 8998-760-1 b,清晰明亮。但是,在距離更大的320個天文單位處,天文學家們發現了另一個亮點。

經過仔細分析和比較不同時間拍攝的影象,他們確定了這不是一顆恆星或小故障,而是第二顆更小的系外行星,其質量約為木星的六倍,被命名為TYC 8998-760-1 c。

比利時勒芬大學的天文學家馬達萊娜·雷吉亞尼說:“我們的團隊現在已經能夠拍攝到圍繞一個年輕的太陽類似物執行的兩顆氣態巨星伴星的第一張照片。”

這樣的影象不僅是科學技術的傑出成就,還可以幫助我們更好地理解行星系統。

首先,TYC 8998-760-1很年輕,只有1670萬歲。研究圍繞類似太陽的年輕恆星執行的系外行星,可以為我們瞭解像我們自己這樣的行星系的形成提供寶貴的見解。

該小組探測到的軌道距離已經相當有趣了,因為行星系形成的一個模型認為,在向主星遷移之前,巨大的行星在一定距離內形成。

另一方面,系外行星的直接影象可以幫助我們尋找宜居性。詳細的光譜影象——分解了一顆系外行星反射的光譜——可以揭示大氣層的存在,甚至大氣層的組成。光度學,即研究系外行星的亮度和變異性,可以揭示有關雲層覆蓋和密度的資訊。

我們還沒到那個階段,但未來的儀器,如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和歐洲南方天文臺的地面超大望遠鏡,應該足夠靈敏,可以開始進行這樣的探測。而且他們甚至可以在SPHERE可能錯過的系統中找到更小,更近的行星。

圖源bing:下一代空間望遠鏡:詹姆斯·韋伯空間望遠鏡與1990年發射升空的哈勃空間望遠鏡的對比圖。

博恩:“未來的儀器,如超大望遠鏡上可用的儀器,將能夠探測到圍繞這顆恆星的質量更低的行星,這是理解多行星系統的一個重要里程碑,對我們太陽系的歷史具有潛在的影響。”

BY: MICHELLE STARR

FY: Margaret

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