韋伯望遠鏡直接成像兩顆系外行星,一眼辨別處於不同成長階段
太陽系外有些星球的天空可能充滿沙粒。韋伯太空望遠鏡最近對類太陽恆星 YSES-1 系統內兩顆大型年幼行星進行直接成像,其中一顆行星大氣層充滿矽酸鹽沙雲,另一顆行星周圍則環繞著原始物質盤,未來可能孕育出衛星。
自 1990 年代以來,天文學家已檢測逾 5,900 多個系外行星,大多數都是透過行星凌日法、徑向速度法確認,僅不到 2% 由望遠鏡直接成像,遑論找到尚處於早期發育階段的系外行星。
行星系統始於一團巨大分子雲在自身重力下崩塌,首先形成恆星,剩餘材料在恆星周圍打轉構成原行星盤(protoplanetary),行星再從盤內誕生。
最近,韋伯太空望遠鏡便直接成像這種正在孕育嬰兒行星的系統。系統內類太陽恆星稱為 YSES-1(或 TYC 8998-760-1、2MASS J13251211-6456207),距離我們 309 光年,僅 1,670 萬年歷史,和已出生 45 億年的太陽相比絕對稚嫩,但這顆稚嫩恆星已在自己家園孕育出更年幼行星。
都柏林聖三一學院團隊在系統內發現兩顆處於不同發展階段的新生氣態巨行星,內層行星 YSES-1 b 質量比木星大 14 倍,與母星距離是地球─太陽距離 160 倍,韋伯望遠鏡在行星大氣發現水、一氧化碳特徵,且行星周圍還被原始材料盤包圍,之後很可能逐漸生出衛星,類似木星周圍大量衛星的發源地。
以一個剛起步的行星系統來說,這是相對罕見的觀察機會。
另一顆靠外層行星 YSES-1 c 質量比木星大約 6 倍,與母星距離是地球-太陽距離 320 倍,除了檢測到甲烷、水、一氧化碳、二氧化碳等大氣特徵,韋伯望遠鏡還直接觀測到行星大氣充滿獨特矽酸鹽雲,本質上是類似沙子的雲。
了解該系統形成過程能進一步類比太陽系起源,實時觀察類似木星的巨行星如何成長、隨時間推移向系統內部遷移。
新論文發表在《自然》(Nature)期刊。
James Webb Space Telescope sees 1st exoplanet raining sand alongside 'sandcastle' partner world
Webb telescope spots infant planets in different stages of development
Stunning Direct Images of Alien Worlds Are Detailed Enough to Reveal Clouds
Silicate clouds discovered in atmosphere of distant exoplanet
(首圖來源:都柏林聖三一學院/Ellis Bogat)