由于一项前所未有的捕获,天文学在遥远世界的研究方面又迈进了一步: 詹姆斯韦伯太空望远镜 成功直接拍摄到一颗位于 12光年 地球。这是关于 印度爱普西隆公司,一颗气态巨行星,由于其特性,使我们能够以前所未有的精度了解我们太阳系的演化历史。
这次,研究人员利用该仪器的先进日冕仪 美里 (中红外)将该行星的光与其主星印第安纳波利斯 Epsilon A 的耀眼光度分离。结果是迄今为止获得的如此冷的系外行星最清晰、最详细的图像,这一里程碑只有借助韦伯的先进技术才能实现。
Epsilon Indi Ab 的发现 它的重要性不仅在于它距离地球很近,还在于它的稀有性:这种类型的行星,温度如此之低,而且能够直接观测到,在目前的记录中,数量仅有几十颗。
一幅不寻常的肖像:Epsilon Indi Ab,研究最多的寒冷系外行星
行星 印度爱普西隆公司 多年来一直引起科学界的好奇。它的存在是通过间接测量得知的,特别是通过径向速度技术,该技术可以检测到由大质量行星的引力引起的恒星的微小摆动。然而,到目前为止,还没有人能够直接观察到它。
使用灵敏度 美里詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了印第安那波利斯五号本身发出的红外光。这一策略对于探测冷行星至关重要,冷行星的余热不再足以在可见光中发射,但可以在中红外中显现出来。图像显示了一个点状体,未在磁盘上解析,其中 10,6 微米的光呈现蓝色色调,而 15,5 微米的光呈现橙色色调。尽管日冕仪已经消除了主星的光亮,但它的位置仍然被标记出来。
其结果具有双重价值: 不仅证实了该行星的存在及其基本特性,而且还可以将其大气特征与我们太阳系中的气态巨行星的大气特征进行比较。
预计气温仅为 2 摄氏度 – 几乎与地球上的液态水相当 –,Epsilon Indi Ab 是观测到的最直接和最详细的寒冷系外行星之一。这使得它成为研究富含甲烷、一氧化碳和二氧化碳等化合物的大气的重要参考,这些化合物可能大量存在并大大改变到达我们的光的吸收曲线。
了解行星系统演化的天然实验室
明星 印第厄普西隆A这颗系外行星的宿主是一颗橙矮星,温度稍低,年龄与我们的太阳相似。如此巨大而寒冷的行星围绕这种类型的恒星运行,为天文学家提供了可能性 研究与我们非常相似但又相距甚远的环境中行星的形成和大气演化过程。.
据研究人员称 卡罗琳·莫利 (德克萨斯大学奥斯汀分校),到目前为止,Epsilon Indi Ab 的存在只是通过 间接分析。选择它作为詹姆斯韦伯望远镜的优先目标是为了找到一颗“比迄今为止拍摄到的任何其他行星都更与木星相似”的行星。
主要作者, 伊丽莎白·马修斯 (德国马克斯·普朗克天文研究所)指出,迄今为止直接观测到的大多数系外行星都是年轻、炽热的天体。马修斯解释道:“随着行星在其生命周期内冷却和收缩,它们的亮度会大大降低,研究起来也会更加困难。”这是 成熟系外行星天体物理学.
因此,Epsilon Indi Ab 是一个难得的机会,可以检查处于高级进化阶段的气态巨行星,类似于我们太阳系中较大的天体。
对于专家来说最有趣的事情是 分析大气成分 恰恰。印第安纳波利斯 ε 星的温度仅比木星和土星高出约 100 度,因此可以比较大规模的冷却、收缩和大气净化过程。此外,与自由漂浮的棕矮星相比,Epsilon Indi Ab 的温度更低,这使我们能够研究当前模型与观察到的现实的反映程度。
甚至连科学家自己都感到惊讶
尽管 Epsilon Indi Ab 的存在已由其恒星的径向速度模式预测出来, 它的真实参数让团队感到困惑。根据韦伯观测,这颗行星的质量几乎是预期的两倍,轨道距离其恒星稍远,并且轨道与最初预测的不同。理论预测和直接测量之间的差异凸显了行星系统的复杂性以及使用真实数据研究更多现场案例的必要性。
研究小组还指出,大气中的一些特殊性使得数据难以解释。根据初步分析,印度埃普西隆 Ab 在较短波长下亮度低于预期,这可能是由于 大气中充满甲烷和其他吸收性气体或浓密的云层。这种行为对于具有类似特征的行星来说并不常见,它为研究极端温度条件下控制行星大气的化学和物理过程开辟了新的方向。
目前,该团队的光度测量有限,需要进一步的光谱观测才能确定哪些成分主导大气以及它们如何影响辐射通量。