詹姆斯·韦伯望远镜首次发现新系外行星,揭开宇宙早期奥秘

【纬度新闻网】自2021年发射以来,詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)不仅为研究早期宇宙提供了宝贵数据,还为已知的系外行星研究作出贡献。据最新研究,韦伯望远镜首次直接成像发现一颗此前未知的系外行星,标志着其在系外行星探测领域的重大突破。研究成果于周三(6月25日)刊登在《自然》杂志。
这颗新发现的系外行星是一颗年轻的气态巨行星,体积与太阳系第二大行星土星相当,围绕一颗比太阳小的恒星TWA 7运行,位于南鱼座,距离地球约110光年(1光年约为9.5万亿公里)。该行星与恒星的距离约为地球到太阳的52倍,远超太阳系最外侧行星海王星的轨道距离(约30倍地球-太阳距离)。
研究由法国国家科学研究中心(CNRS)及巴黎天文台的安妮-玛丽·拉格朗日领导。她表示:“韦伯望远镜开启了观测低质量、远距离系外行星的新窗口,这对探索行星系统的多样性及其形成与演化至关重要。”
自1990年代以来,约5900颗系外行星被发现,其中大多通过间接方法(如凌星法,观察行星经过恒星时导致的光度微弱变化)探测,仅不到2%通过直接成像发现。此次发现的行星是迄今直接成像中最轻的,仅为此前纪录保持者的十分之一质量,凸显了韦伯望远镜仪器的高灵敏度。
这一突破得益于韦伯望远镜中红外仪器(MIRI)上安装的法国制造的日冕仪,该装置可屏蔽恒星强光,清晰捕捉行星影像。拉格朗日指出,间接方法适合探测靠近恒星的行星,而直接成像则对距离较远的行星(如10倍地球-太阳距离)更有效。
TWA 7恒星及其行星系统仅约600万年,远小于太阳系的46亿年年龄。研究团队通过俯视角度观测,辨识出系统中原行星盘的结构,包括两个宽大的同心圆环状岩石尘埃结构和一个嵌入行星的狭窄环。这为研究行星系统从气体尘埃云坍缩形成恒星及行星的过程提供了重要线索。
目前,研究人员尚未确定该行星的大气成分,未来韦伯望远镜的观测可能提供答案。此外,由于行星极为年轻,其是否仍在吸积周围物质以增加质量尚不确定。
尽管此次发现的行星是直接成像中最小的,但其仍为气态巨行星,远大于地球等岩石行星,而后者是寻找地外生命的关键目标。韦伯望远镜在中红外和近红外波段的强大观测能力,尚无法直接成像地球大小的系外行星。拉格朗日表示:“我期待未来能实现直接成像类地行星并寻找生命迹象的项目。”