JWST发现了一颗“超级木星”：它的第一个直接成像的系外行星

利用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST），天文学家发现了一颗新的系外行星；这颗气态巨行星被他们命名为“Eps Ind Ab”。

更令人兴奋的是，这颗系外行星被直接成像为一个独立于恒星观测的离散和独立的实体。这也是JWST在没有使用地面望远镜成像的情况下拍摄到的第一颗系外行星。

新发现的世界比迄今为止JWST研究过的任何气态巨行星都要冷得多；一种围绕其恒星运行的超级木星，其距离相当于海王星到太阳的距离。

这使得这一发现成为系外行星中罕见的宝藏，可能是系外行星科学新阶段的开始。

德国马克斯·普朗克天文研究所的天文学家伊丽莎白·马修斯说：“当我们意识到我们拍到了这颗新行星时，我们很兴奋。”

“令我们惊讶的是，在我们的MIRI图像中出现的亮点与我们预期的行星位置不符。之前的研究已经正确地确定了这个系统中的一颗行星，但低估了这颗超级木星气体巨星的质量和轨道距离。”

迄今为止，世界各地的天文学家已经发现并证实了近5700颗系外行星的存在，但它们的探测通常是我们所说的“间接”的。

这意味着我们实际上看不到这些系外行星。我们看到了它对主星的影响。一颗从我们和恒星之间经过的系外行星使恒星的光线稍微变暗了一点，而系外行星的引力拉拽着恒星，使它看起来摇晃，只是一点点。

我们不经常看到系外行星本身的原因是因为它们非常小，非常遥远，它们反射或发出的任何光线都非常暗淡。

间接探测方法也适用于更大的系外行星和离其宿主恒星非常近的系外行星，因为系外行星更有可能从恒星前面经过，而且更频繁，这意味着观测到它的几率要高得多。

但轨道距离较远的系外行星更有可能被直接探测到，因为距离越远，它们发出的光被恒星的光淹没的可能性就越小。这仍然很难做到 —— 到目前为止，只有大约25颗系外行星被直接成像 —— 但这是一种方法，可以帮助我们更多地了解外星行星系统的远端，否则很难研究。

“Eps Ind Ab”的母星Epsilon Indi A是一颗距离地球仅12光年的三星系统中的橙色矮星。在长期观测中，天文学家注意到Epsilon Indi A的行为有点奇怪。它似乎在移动，就像被引力牵引一样，不是被其系统中的另外两颗恒星之一牵引，而是被一个围绕恒星本身运行的巨大世界牵引。

人们已经推断出了这颗暂定系外行星的性质，但由于没有更多的数据，它的身份仍然难以捉摸。

这是JWST的提示。这台红外望远镜可以探测到以往任何太空望远镜都无法探测到的微弱光线，它还配备了一个日冕仪来阻挡恒星本身的光线，所以马修斯和她的同事们预约了时间来观察Epsilon Indi A周围的空间。

他们确实发现了一些东西，在恒星的轨道空间中发现了一个亮点。但是，令人惊讶的是，它并没有在他们想象的地方。

“我们在数据中发现了一个与预期的系外行星不匹配的信号，”马修斯说。“但这颗行星看起来仍然是一颗巨大的行星。”

根据他们的观察和档案数据，研究人员能够确定这个点确实是一颗系外行星，而不是更远的地方的其他物体。它似乎是一颗非常冷的气态巨行星，围绕Epsilon Indi A的轨道约为200年，距离约为28个天文单位。相比之下，海王星与太阳的距离约为30个天文单位。

此前的估计预测，这颗行星的质量大约是木星的三倍，距离地球8.8个天文单位。研究人员预期发现的结果和实际发现的结果之间的巨大差异，突显了直接成像对研究外星世界的价值。

研究人员还没有完全完成对“Eps Ind Ab”的研究。研究人员希望他们能够进行更多的观察，从而深入了解其大气成分，并改进其轨道。

马修斯说：“从长远来看，我们希望也能观察其他附近的行星系统，以寻找可能逃过探测的低温气体巨星。”

“这样的调查将成为更好地理解气体行星如何形成和演化的基础。”

这项研究发表在《自然》杂志上。

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