木星双胞胎？詹姆斯韦布太空望远镜直接成像超冷巨型系外行星

IT之家 8 月 3 日消息，天文学家使用詹姆斯韦布太空望远镜 (JWST) 对一颗新的“超级木星”行星进行了研究，发现它是迄今为止人类在太阳系外发现的最寒冷的行星之一，相关成果已经发表在《自然》杂志上。

这颗系外行星位于距离地球约 12 光年外的“三体 / 三星”系统波斯七（Epsilon Indi）中，被命名为 Eps Ind Ab，质量约为木星的六倍。

这颗行星具有高度椭圆形或“扁平”状的轨道，近地点距离其母星的距离约为地球与太阳距离的 20 倍，而在远地点距离其母星的距离则相当于是地球与太阳平均距离的 50 倍。

简单来说，这颗行星围绕其红矮星母星的轨道距离与海王星与太阳之间的距离相似。因此其表面温度约为 0 摄氏度，绕其恒星一周大约需要 200 个地球年。JWST 现利用其灵敏的红外仪器（MIRI）对这颗系外行星进行了成像。

对于这类系外行星来说，直接成像绝对是一项无比艰巨的任务。在此之前，我们仅有数十颗系外行星能够完成（太空望远镜或地面天文台）直接成像，而它则是其中最新的一员。此前完成成像的系外行星往往十分年轻而炙热，像 Epsilon Indi Ab 这种寒冷行星存在感非常微弱，它们大部分只会发射中红外光，不太容易发现，但具备红外成像能力的韦布相当擅长捕捉这类行星。

这颗行星温度、质量都比木星高一些，但比迄今拍摄过的任何行星都更像木星，围绕着 K 型恒星 Epsilon Indi A 运行，该恒星为三星系统的主星，年龄与太阳差不多，但温度稍低。

这是强大的太空望远镜首次能够对之前未在地面上成像的系外行星进行成像。印第安 ε Ab 也是 JWST 目前能够研究的最冷的系外行星。

“当我们意识到我们拍到了这颗新行星时，我们很兴奋，”德国海德堡马克斯・普朗克天文研究所的研究员、该研究的主要作者伊丽莎白・马修斯在一份声明中说道。

这颗行星的母星是一颗名为 Eps Ind A 的红矮星，它拥有两个恒星伴星，且两者都是褐矮星（失败的恒星，虽然形成过程像恒星，但无法聚集足够的质量，因此无法触发被称为“主序星”的核聚变过程）。

虽然直接成像很难，但研究团体并没有轻易放弃。该团队借助于韦布 MIRI“日冕仪”（IT之家注：这是一种遮挡星光的遮挡物，基本上相当于模拟了一次日食）来对它进行观察。

“我们在数据中发现了一个与预期中系外行星不匹配的信号，”马修斯说 Eps Ind Ab 作为一点光出现在 MIRI 图像中，而不是在预测的位置，“但这颗行星似乎仍然是一颗巨型行星”。

为了确认这一点，团队需要使用甚大望远镜 (VLT) 对同一区域进行重新检查。如果科学家们发现了一个微弱的物体，而且该信号最后被证实来自于 Eps Ind A，那么则代表该物体恰好位于正确的位置。

马修斯和同事还试图利用 MIRI 数据来探索 Eps Ind Ab 的大气构造，他们发现这个“超级木星”中似乎充满了各种重元素，尤其是碳，包括甲烷、二氧化碳和一氧化碳等分子，而这些分子往往存在于气体巨行星中。

对此，一种解释是这颗行星的大气层是云状的，但所有这些都意味着研究团队需要更多的数据来了解 Eps Ind Ab。该团队打算获取 Eps Ind Ab 的光谱数据，以提供“超级木星”化学成分和一般气候的详细“指纹”。

马修斯总结说：“从长远来看，我们希望观察其他附近的行星系统，以寻找可能被遗漏的寒冷气体巨星。这样的调查将有助于更好地了解气体行星的形成和演化。”

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