韦伯拍摄的行星HIP 65426 b的照片。

尽管韦伯望远镜拍摄的第一张系外行星图像看起来像一个像素化的灯泡,但它实际上展示了天文台的红外威力。恒星符号标志着系外行星HIP 65426 b的恒星,韦伯在图像中屏蔽了这颗恒星。图片来源:Aarynn Carter, ERS 1386团队

詹姆斯·韦伯太空望远镜首次拍摄到太阳系以外的一颗行星的照片,这为我们了解其他世界打开了一扇窗口,并凸显了该望远镜的巨大能力。

这张照片拍摄的是一颗名为HIP 65426 b的行星,它与木星类似,但更年轻、更热,位于半人马座,距离地球107秒差距。这是迄今为止第一张在深红外波长下拍摄的系外行星图像,这使天文学家能够研究一颗行星的全部亮度范围以及它的组成。

“它为我们提供了以前从未见过行星的波长,”英国爱丁堡大学的天文学家、发现团队成员贝丝·比勒(Beth Biller)说。8月31日,arXiv预印本服务器上的一篇论文报道了这张照片1;该报告还没有经过同行评审。

这一发现证实了韦伯在研究系外行星方面的强大作用。12月推出作为美国宇航局与欧洲和加拿大太空机构的合作项目,该望远镜于6月开始进行科学研究,使用6.5米宽的主镜观察宇宙距离地球150万公里的地方.它能够拍到HIP 65426 b如此清晰的照片,这一事实表明,它将能够拍摄更小的行星,如土星甚至海王星大小,围绕其他恒星运行。这将大大提高对遥远行星系统的科学认识。

韦伯望远镜拍摄的带有文字的系外行星HIP 65426 b的合成图像

韦伯望远镜在多个红外波长(从左到右分别为3.00、4.44、11.4和15.5微米)下对HIP 65426 b进行了成像。图片来源:NASA/ESA/CSA, A. Carter (UCSC), ERS 1386团队和A. Pagan (STScI)

天文学家知道5000多颗系外行星,但他们只拍摄了大约20颗的照片。直接给系外行星拍照是很困难的,因为它们经常被它们所环绕的恒星的耀眼光芒所遮蔽。

但是像韦伯所做的那样,通过红外波长观察它们有助于增强恒星和行星之间的对比。加州大学圣克鲁斯分校的天文学家、预印本的主要作者Aarynn Carter说:“你正处于行星最亮、恒星最暗的状态。”

木星宝贝

卡特和他的同事在其他天文学家于2017年发现HIP 65426 b之后选择了研究它2使用的是位于智利的欧洲南方天文台的超大望远镜。今年7月,卡特的团队使用韦伯上的仪器,从物理上阻挡了HIP 65426 b的恒星发出的光,让这颗行星出现在视野中。HIP 65426 b绕其恒星运行的距离大约是冥王星绕太阳运行距离的两倍。

解锁额外的红外波长使天文学家能够更好地了解该行星大气辐射的能量。这反过来又使他们能够使用恒星演化的模型来确定它的质量是木星的7倍,半径是木星的1.45倍。

Biller说,HIP 65426 b可能有1400万年的历史,使它成为“小木星”。它“就像木星,但就在它形成之后”。我们的太阳系大约有45亿年的历史。

未来的研究可能会探索HIP 65426 b是如何随着时间的推移形成和演化的。与此同时,其他天文学家正计划利用韦伯望远镜来研究许多其他系外行星,特别是那些距离主星相对较远的大型系外行星,因此可以直接成像。

这样的工作补充了韦伯观察系外行星的其他方法,比如分析穿过行星大气层的星光,看看大气层中含有什么化合物.天文学家不能在HIP 65426 b上使用这种技术,因为它离它的恒星太远了。但卡特的团队正在对另一颗行星进行光谱分析,这颗行星比木星大得多,被称为VHS 1256 b,位于乌鸦座,距离地球22秒差距。

该分析结果于9月1日在arXiv上发表3.“这是一个非常令人兴奋的结果,”卡特说。这是首次在太阳系以外的行星的大气中发现沙粒。

当地球上的温度高到足以蒸发形成岩石的矿物时,这种沙云就会形成。