作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2022/9/5 15:16:07
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韦布望远镜拍摄首张太阳系外行星图像

 

 JWST上的NIRCam和MIRI仪器看到的系外行星HIP 65426 b。图片来源:NASA等

近日,詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)拍摄到一颗太阳系外行星的直接图像,这是该空间望远镜首次拍摄到相关图像。由于该望远镜的性能比预期的好10倍,未来很可能将看到更多类似图像。

到目前为止,天文学家仅拍摄了20颗太阳系外行星的直接图像,它们全部来自地球上的望远镜。但由于地球大气层阻挡了很大一部分红外波段的光,所以很难探测到这些行星的细节特征。

英国埃克塞特大学的Sasha Hinkley说:“身处地球确实为我们探测行星制造了一些障碍。直到今天,我们探测到的质量最小的行星大约是木星质量的两倍。”

现在,Hinkley和同事利用JWST直接拍摄到了太阳系外行星HIP 65426 b的图像。该行星的质量约相当于7个木星,围绕一颗距离地球400光年的恒星运行。研究小组在红外波长范围内以前所未有的精度捕捉到了它。

JWST打破了限制,Hinkley说,未来的观测应该能深入到远小于木星质量的天体。“这将使我们能够找到太阳系中类似于冰态巨行星的行星。”

HIP 65426 b相对年轻,温度也较高,这意味着其更容易成像。它之前曾被地面望远镜观测到,因此研究人员使用它测试JWST的系外行星成像能力。他们发现,JWST的性能比预期的好10倍,而且比之前的任何望远镜都灵敏得多。

团队成员、爱丁堡大学的Beth Biller说:“JWST的灵敏度非常高,所以我们可以看到比较模糊的天体,尤其是距离恒星稍远的那些。”

该团队在不同的红外波长范围内都可以捕捉到HIP 65426 b。“通过在如此广泛的波长范围内观察行星,我们可以获得更多信息,如关于其大气层的化学成分等。”Hinkley说,“这非常重要,因为了解行星的组成和化学成分可能会告诉我们其形成过程。”

对HIP 65426 b进行成像很棘手,因为它的轨道离母星很近,这造成了亮度上的高对比度。团队成员利用日冕仪屏蔽了恒星的光线,使他们能够在一段波长范围内看到图像。JWST的两台红外仪器NIRCam和MIRI让行星看起来有些不同,因为这些设备处理图像的方式有所不同。

诺丁汉大学的Michael Merrifield说,由于JWST需要观测许多不同的天体,它实际上并不是最佳的系外行星成像设备。“但这仍是一个巨大的飞跃,它可能会把我们带进一个从未去过的领域。”

 
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