新惊喜:天文学家直接成像拍到了一颗系外行星!它距地球64光年

发布者:求真痴者 2026-7-17 10:27

用时十一年,天文学家在太阳系之外一个非常熟悉的恒星系统里,直接成像拍到了一颗行星的身影。

相关研究于2026年7月15日发表在《天体物理学杂志快报》上。

这个系统叫绘架座β,距离地球64光年,在宇宙的尺度上,这个距离并不算很遥远。

这个系统的主恒星是一颗年仅2300万年的年轻恒星,以太阳46亿年的年龄对比,它还只是个刚学会走路的婴儿,也正因为年轻,它外围环绕着一片宽阔的碎片尘埃盘,从距离恒星约30天文单位的位置一直延伸到200天文单位之外,相当于冥王星到太阳距离的5倍多。

这片尘埃是行星形成的遗留原料,天文学家早已在盘的内侧找到了两颗气态巨行星:绘架座βb和βc,它们都是质量接近木星10倍的大个头,诞生时引力收缩积攒的热量还没散尽,有效温度超过上千摄氏度。

2025年底,一支国际天文团队用欧洲南方天文台甚大望远镜的ERIS红外成像仪,再次对准了绘架座β。

他们本来的目标是追踪已知行星的轨道变化、研究尘埃盘的细节结构,并没打算专门寻找新行星,可就在通过高精度图像处理技术扣除恒星耀眼的红外光芒之后,一个暗弱的光点出现在恒星西南侧。

在近红外波段,它的亮度还不到βb的百分之一,到恒星的距离也比βb远了一倍半还多。

所以,这个光点是什么呢?

是路过的背景恒星,还是一颗绕恒星运转的行星?

为了找到答案,团队翻出了跨越11年的观测存档,从2014年甚大望远镜SPHERE仪器的历史数据,到詹姆斯·韦伯太空望远镜2023年和2025年的两次红外观测,一点点追踪这个光点的运动轨迹。

追踪的过程格外艰难。

因为这颗行星的轨道几乎是侧对着地球,就像我们侧着看一个转盘,行星有大半时间要么转到恒星背后被完全挡住,要么离恒星太近,彻底淹没在恒星的光芒里。

最夸张的是2014年的观测数据里,这颗新行星和亮得多的βb几乎挨在了一起,两者近红外亮度差了上百倍,必须先精准地把βb的光从图像里抠掉,才能在它的光晕边缘找到这颗暗弱的行星。

但幸好,天文学家对它的观测积攒了庞大的数据。

经过6个不同时期观测数据的交叉验证,团队最终确认:这是一颗真实存在的行星,也就是绘架座β系统的第三颗行星,命名为绘架座βd

它和恒星保持同步运动,完全符合引力束缚的特征,之前十几年没被发现,纯粹是它太会躲藏了。

它也是目前人类从地面直接拍摄到的质量最低的系外行星之一。

作为这个系统里最小的个头,βd和另外两个完全不一样。

它的质量只有木星的2.4倍,有效温度大约600开尔文,也就是330摄氏度左右,虽然比地球的沸点高得多,但在所有直接拍到的系外行星里,已经属于相当低温的一类。

它到恒星的平均距离大约26天文单位,和太阳系里海王星的轨道差不多,绕恒星一圈需要九十多年,它的轨道和另外两颗行星几乎在同一个平面上,也都是侧对着地球,完美契合整个系统的结构。

而令天文学家惊奇的是它的大气。

天文学家对比了它在不同红外波段的亮度,发现它的颜色和同年龄、同温度的自由漂浮行星质量天体不一样:多波段测光特征显示出强烈的二氧化碳吸收信号,说明大气里的重元素含量明显高于同类天体。

这种特征和另一颗著名的年轻行星51波江座b几乎一模一样,它们两者质量、温度、年龄都相近,就像一对出生在不同恒星系统的双胞胎,也是目前仅有的两颗被直接成像、大概率属于中期T型的低温巨行星。

这颗行星的出现,也为绘架座β系统的两个长期谜题提供了合理的解释。

第一个是尘埃盘的内边缘成因。

之前天文学家就曾发现,这片碎片盘的内侧边界大概在30到50天文单位的位置,可内侧的两颗行星离恒星太近,根本没能力清扫出这么宽的内边缘。

而βd的轨道刚好在26天文单位,它的引力可以把尘埃和小行星往外侧推,一点点清扫出盘的内边界,就像一个守在盘边缘的清洁工,这与理论预测的盘边缘塑造者”参数完全吻合。

第二个是频繁的掠日彗星。

绘架座β是出了名的彗星大户,每隔几天就有一颗彗星一头扎向恒星,之前天文学家一直不清楚,这么多彗星是怎么从外盘跑到恒星附近的,现在看来,βd很可能是最初的引力扰动者:它的引力扰动把外盘的冰块和石块往内散射,再经过βb和βc的引力接力,最终把彗星甩向恒星表面。

这次的发现,也让我们对行星的形成理论有了一个新的认识。

现在的巨行星形成理论里,有热启动和冷启动两种路径:热启动的行星通过引力快速坍缩形成,保留了大量形成时的热量,它们通常温度高、亮度高;而冷启动的行星则是慢慢吸积尘埃石块长大,初始热量少,温度和亮度更低。

绘架座β的b和c两颗行星都符合热启动特征,而更轻、更冷的βd,其观测光度与冷启动形成场景兼容。

如果后续观测能证实它确实属于冷启动,绘架座β将是人类已知第一个同时拥有两种形成模式巨行星的系统,相当于把行星形成的两种成长路线同时摆在了我们眼前。

从1984年首次拍到绘架座β的尘埃盘,到2010年发现第一颗行星,再到这次找到第三颗行星,四十年来,这个年轻的恒星系统一直在给我们带来惊喜。

而天文学最迷人的地方也正在于此:你永远不知道,下一次抬头看向星空的时候,那些熟悉的星光里,还藏着多少没被找到的答案。

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