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原作：Colin Stuart

翻譯：李思綺

編排：趙書晨

后臺：李子琦

原文鏈接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/alpha-centauri-might-have-a-planet-webb-telescope-finds/

詹姆斯·韋布太空望遠鏡的直接成像顯示，圍繞半人馬座α星（南門二）可能存在一顆與土星質量相當?shù)男行恰?/p>

這幅藝術概念圖展示了圍繞圍繞半人馬座α星A運行的氣態(tài)巨行星可能的樣子。

圖源：NASA / ESA / CSA / STScI / R. Hurt（加州理工學院/IPAC）

詹姆斯·韋布太空望遠鏡可能已經(jīng)直接觀測到一顆位于隔壁恒星系統(tǒng)宜居帶內的土星質量氣態(tài)巨行星。盡管這顆行星本身不適合我們所知的生命生存，但其周圍的衛(wèi)星可能具備宜居條件。

半人馬座α星是一個三星系統(tǒng)，由兩顆相近的類太陽恒星（A和B）以及紅矮星半人馬座比鄰星組成，后者是距離太陽最近的恒星。這個星系是劉慈欣《三體》中三體人的母星系的原型。

天文學家們早已發(fā)現(xiàn)了三顆圍繞比鄰星旋轉的行星，而這次可能還找到了一顆圍繞A星旋轉的行星。這次發(fā)現(xiàn)以及相干研究結果發(fā)表在《The Astrophysical Journal Letters》期刊上。

半人馬座α星離地球非常近。對于天文研究來說，這既是福音也是挑戰(zhàn)：天文學家可以直接觀測行星，然而現(xiàn)實中這絕非易事。“即使對于世界上最強大的太空望遠鏡，這些觀測仍然極具挑戰(zhàn)性?！眻F隊負責人查爾斯·貝克曼（NASA系外行星科學研究所）表示?！斑@些恒星很亮亮，距離很近，且在天空中移動很快。”

這張圖片展示了半人馬座α星在不同觀測設備中的樣貌：左為Digitized Sky Survey (DSS)，中為NASA的哈勃望遠鏡，右為NASA的詹姆斯·韋布望遠鏡。從地面觀測的DSS圖像將這個三星系統(tǒng)顯示為一個光源，而哈勃望遠鏡則能夠分辨出三星中的兩個恒星——半人馬座α星A和半人馬座α星B。

右邊的圖像使用了了韋布望遠鏡的中紅外儀以及日冕遮光罩，這樣擋住了半人馬座α星A的亮光才得以看見可能存在的行星。

圖源：NASA / ESA / CSA / STScI / DSS / A. Sanghi（加州理工學院） / C. Beichman（噴氣推進實驗室） / D. Mawet（加州理工學院）

圖像處理：J. DePasquale（STScI）

此次發(fā)現(xiàn)借助了韋布望遠鏡的中紅外儀器（MIRI）。該儀器配備了日冕遮光罩，可屏蔽恒星的強光，從而觀測其周圍較暗的天體，如行星。但在多恒星系統(tǒng)中，這一操作頗具挑戰(zhàn)性，因為還需要屏蔽半人馬座α星B的光芒。研究團隊選擇利用蒼蠅座ε星作為參考星以區(qū)分行星的微弱光線與起母星的光線。

有趣的是，該行星的位置與2019年甚大望遠鏡（VLT）的NEAR實驗中的一次初步探測結果相吻合，這表明兩次觀測可能對應同一物體。然而，韋布望遠鏡在兩次后續(xù)觀測中均未探測到該行星，這使得該發(fā)現(xiàn)的可靠性受到質疑。不過，也有可能該行星只是在公轉中移動得太靠近母星而無法被觀測到。其軌道可能相對于半人馬座α星的軌道平面具有一定的偏心率和傾角，進也一步增加了搜索難度。該行星的消失現(xiàn)象不太可能由塵埃遮擋引起，因為研究團隊對該系統(tǒng)中的系外黃道光設定了前所未有的限制。

研究團隊計劃繼續(xù)使用韋布望遠鏡進行后續(xù)觀測，并希望在2027年Nancy Grace Roman望遠鏡發(fā)射后也能用其進行觀測。

這張三聯(lián)圖展示了NASA詹姆斯·韋布望遠鏡對恒星半人馬α座A周圍行星的觀測搜索。左側圖像顯示了半人馬α座A和半人馬α座B的明亮光暈。中間顯示了在半人馬α座A上放置日冕遮光罩的圖片，然而光線在冠狀層邊緣的彎曲方式在周圍空間中產(chǎn)生了光波紋。望遠鏡的光學系統(tǒng)（包括鏡面和支撐結構）會導致部分光線與自己發(fā)生干涉，產(chǎn)生圓形和輻條狀的圖案。這些復雜的光線圖案，加上來自鄰近半人馬座B的光線，使得發(fā)現(xiàn)低亮度的行星變得困難。在右側圖片中，天文學家通過參考過去圖像和各種算法減去已知圖案，清理出了周圍如候選行星的微弱光源。

圖源：NASA / ESA / CSA / STScI / DSS / A. Sanghi（加州理工學院） / C. Beichman（噴氣推進實驗室） / D. Mawet（加州理工學院）

圖像處理：J. DePasquale（STScI）

“在我看來，研究人員數(shù)據(jù)分析做得非常仔細，”未參與該研究的英國萊斯特大學的莎拉·凱斯韋爾（Sarah Casewell）表示。該行星的離我們如此之近也確實是一個優(yōu)勢。“這樣我們就可以開始對比其成分與我們太陽系中的氣態(tài)巨行星的c差異與相似之處，”她說道。該行星的溫度約為225K（-48°C），與土星的溫度相似。

如果該行星最終得到確認，這將是一項重大發(fā)現(xiàn)，因為該行星距離其宿主恒星僅有兩個天文單位——正處于宜居帶內。

“在所有通過直接成像發(fā)現(xiàn)的行星中，這是迄今為止距離恒星最近的一顆，”另一位項目負責人阿尼凱特·桑吉（加州理工學院）說。它也將是首顆圍繞與太陽同齡且溫度相同的恒星運行的直接成像發(fā)現(xiàn)的行星。

這一發(fā)現(xiàn)也可能對我們關于行星系統(tǒng)如何形成和演化的理論產(chǎn)生影響?！八嬖谟趦深w緊密相鄰的恒星系統(tǒng)中，這將挑戰(zhàn)我們對行星如何在混亂環(huán)境中形成、生存和演化的理解，”桑吉說。

但眼下，我們只能拭目以待。

責任編輯：陳瑋菁

牧夫新媒體編輯部

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獵戶大星云中心的四邊形星團

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