韋布望遠鏡首次直接拍到太陽系以外行星的圖像,并獲得了與該行星大氣成分有關的數據

天空之城 2022/09/04 檢舉 我要評論

以英國埃克塞特大學教授Sasha Hinkley為首的一個國際科學合作團隊,近日使用詹姆斯·韋布空間望遠鏡直接拍到了一顆系外行星的影像。

韋布望遠鏡在不同紅外波段上拍攝的HIP 65426 b影像。影像中的五角星是主星的所在位置。韋布使用了「星冕儀」來遮擋主星的強光。近紅外波段兩張照片(左一、左二)中的條狀對稱光斑是韋布光學結構產生的眩光,并非實有其物。JWST

這顆系外行星名為HIP 65426 b,距地球約355光年,是一顆氣體巨行星,質量相當于木星的5至10倍。行星十分年輕,形成時間不會早于1500萬年前。

HIP 65426 b最早是在2017年由歐洲南方天文台的甚大望遠鏡發現的,早期該行星只有短紅外波段上的影像。

直接拍攝系外行星極具挑戰性。首先該行星與其主星和地球的相對位置排列必須不在一個平面上,否則我們只能用凌星法間接感知它的存在。而即使它所在的位置適合成像,主星明亮的光芒也會淹沒行星黯淡的身影。HIP 65426 b主星的亮度比HIP 65426 b要高出上萬倍。

雖然不是人類首次直接拍到的系外行星影像,韋布拍攝的HIP 65426b照片由于結合了多個紅外波段的數據,包括了與行星大氣化學成分有關的寶貴細節。這些細節是地基望遠鏡無法展現的。受系外行星大氣層中硅酸鹽礦物成分——亦即懸浮塵埃的影響,系外行星的影像色調通常會偏紅。而地球大氣層本身所固有的紅外輝光會將這些波段上的發射線完全掩蓋掉。

能夠拍到HIP 65426 b也要感謝這顆行星與其主星相對較遠的距離。HIP 65426 b的公轉周期大約相當于631個地球年,其與主星的距離,大約相當于地球和太陽距離的100倍。

韋布望遠鏡在不同紅外波段上拍攝的HIP 65426 b影像。JWST

兩者較遠的距離使得韋布能夠較為容易地將行星和主星加以區分。而韋布的近紅外相機和中紅外成像設備都裝備有「星冕儀(coronagraph)」,能夠將恒星的光芒遮擋掉,使其身邊行星的黯淡身影顯露出來。

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