行星寶寶首張閃照！

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原作：Chelsea Gohd

翻譯：李遠(yuǎn)哲

編排：鄧宇

后臺(tái)：李子琦

原文鏈接：https://science.nasa.gov/universe/exoplanets/discovery-alert-baby-planet-photographed-in-a-ring-around-a-star-for-the-first-time/

研究人員最近發(fā)現(xiàn)一顆位于一顆年輕恒星周圍星盤的環(huán)狀間隙中名為WISPIT 2b的行星寶寶。盡管理論學(xué)家一直認(rèn)為行星可能存在于這些間隙內(nèi)（甚至可能就是行星造就了這些間隙），但這也是首次實(shí)際觀測到此類現(xiàn)象。

這張 WISPIT 2 系統(tǒng)的圖像由智利的麥哲倫望遠(yuǎn)鏡和亞利桑那州的大雙筒望遠(yuǎn)鏡拍攝而成。原行星WISPIT 2b 是一個(gè)紫色小點(diǎn)，位于該系統(tǒng)恒星周圍明亮的白色塵埃環(huán)右側(cè)。在WISPIT 2b 的外側(cè)，還能看到一個(gè)亮度更暗的白色環(huán)。

研究人員已直接探測到 —— 本質(zhì)上是拍攝到了 —— 一顆名為 WISPIT 2b 的行星寶寶。它被歸類為原行星，因?yàn)檫@類天體正不斷積聚物質(zhì)，逐漸成長為完全成型的行星。即便處于 “寶寶” 狀態(tài)，WISPIT 2b 已是一顆氣態(tài)巨行星，質(zhì)量約為木星的 5 倍。這顆巨大的原行星僅形成約 500 萬年，年齡幾乎是地球的 1/1000，距離地球約 437 光年。

作為一顆體型龐大且仍在成長的 “行星寶寶”，WISPIT 2b 本身就極具研究價(jià)值，而它位于原行星盤間隙中的位置更令人矚目。

原行星盤由環(huán)繞年輕恒星的氣體和塵埃構(gòu)成，是新行星的誕生地。在這些星盤中，氣體和塵埃會(huì)形成間隙或空曠區(qū)域，呈現(xiàn)為環(huán)狀空缺。科學(xué)家長期以來認(rèn)為，正是這些正在成長的行星清理了間隙中的物質(zhì) —— 它們將星盤中的塵埃物質(zhì)向外推散，才形成了這些環(huán)狀間隙。

我們所在的太陽系曾經(jīng)也是一個(gè)原行星盤，很可能在很久以前，木星和土星也曾在該星盤中清理出類似的環(huán)狀間隙。

但是盡管科學(xué)家持續(xù)觀測擁有這類星盤的恒星，卻從未在任何環(huán)狀間隙中直接發(fā)現(xiàn)正在成長的行星的證據(jù) —— 直到現(xiàn)在。據(jù)相關(guān)論文報(bào)道，WISPIT 2b 在其宿主恒星 WISPIT 2 周圍的一個(gè)環(huán)狀間隙中被直接觀測到。

這一發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)有趣之處在于，WISPIT 2b 似乎是在當(dāng)前位置形成的，并非在其他地方形成后以某種方式移入間隙。

這張藝術(shù)概念圖近距離描繪了原行星 WISPIT 2b 環(huán)繞其宿主恒星 WISPIT 2 運(yùn)行時(shí)，不斷吸積物質(zhì)的場景NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

發(fā)現(xiàn)過程

恒星 WISPIT 2 最初是通過 VLT-SPHERE（甚大望遠(yuǎn)鏡 - 光譜偏振高對(duì)比度系外行星搜索儀）觀測到的。這是一臺(tái)由歐洲南方天文臺(tái)運(yùn)營、位于智利北部的地面望遠(yuǎn)鏡，正是在這些觀測中，該恒星周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與間隙首次被發(fā)現(xiàn)。

在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行初步觀測后，研究人員借助亞利桑那大學(xué)的 MagAO-X 極端自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，對(duì) WISPIT 2 展開深入觀測并首次發(fā)現(xiàn)了行星 WISPIT 2b。該系統(tǒng)是智利拉斯坎帕納斯天文臺(tái)麥哲倫 2 號(hào)（克萊）望遠(yuǎn)鏡上的高對(duì)比度系外行星成像儀。

這項(xiàng)技術(shù)為此次發(fā)現(xiàn)增添了獨(dú)特的價(jià)值。MagAO-X 儀器能夠拍攝直接成像，因此它不僅探測到了 WISPIT 2b，本質(zhì)上更是捕捉到了這顆原行星的 “照片”。

研究團(tuán)隊(duì)利用該技術(shù)，在所謂的 Hα（氫 α）波段對(duì) WISPIT 2 系統(tǒng)進(jìn)行研究。Hα 光是一種可見光，當(dāng)氫氣從原行星盤墜入年輕且正在成長的行星時(shí)會(huì)發(fā)出這種光，其形態(tài)可能是環(huán)繞行星的超高溫等離子體環(huán)。這種等離子體會(huì)釋放 Hα 光，而 MagAO-X 儀器正是專門設(shè)計(jì)用于探測這種光的 —— 即便它的信號(hào)相較于附近明亮的恒星十分微弱。

當(dāng)在 Hα 波段觀測該系統(tǒng)時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)在 WISPIT 2 周圍星盤的一個(gè)深色環(huán)狀間隙中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)清晰的圓點(diǎn)，這個(gè)圓點(diǎn)正是行星 WISPIT 2b。

除了利用 MagAO-X 觀測這顆原行星的 Hα 輻射外，團(tuán)隊(duì)還通過亞利桑那大學(xué)大雙筒望遠(yuǎn)鏡的大雙筒望遠(yuǎn)鏡干涉儀上的 LMIRcam 探測器，在其他紅外波段對(duì)這顆原行星進(jìn)行了研究。

行星寶寶二號(hào)

除發(fā)現(xiàn) WISPIT 2b 外，該團(tuán)隊(duì)還在更靠近恒星 WISPIT 2 的另一個(gè)深色環(huán)狀間隙中發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)圓點(diǎn)。這個(gè)圓點(diǎn)已被確認(rèn)為另一顆候選行星，后續(xù)將對(duì)該系統(tǒng)展開進(jìn)一步研究以驗(yàn)證其身份。

責(zé)任編輯：陳瑋菁

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