附近著名年輕恆星「老人增四」,系統內發現第 3 顆隱藏行星
老人增四(Beta Pictoris)是被天文學家研究最透徹的銀河系年輕恆星之一,過去已知系統內存在 2 顆行星,誰曾想還有第 3 顆行星和天文學家玩捉迷藏玩了 10 年,直到最近才被認出來。
老人增四又稱為「繪架座 β」,雖然名字聽起來有點蒼老,但它其實是顆非常年輕的恆星,年齡僅介於 800萬~2,000 萬年之間,距地球約 63 光年,質量約太陽 2 倍,亮度約太陽 9 倍。
由於正值青少年成長期,老人增四周圍仍環繞濃密氣體(即原行星盤),範圍達冥王星-太陽距離 5 倍以上,這也讓老人增四成為天文學家研究行星系統如何形成、演化的天然實驗室。
過去已知老人增四系統有 2 顆行星:2003 年直接成像的 Beta Pictoris b,質量約木星 10 倍;以及 2019 年透過徑向速度法發現的 Beta Pictoris c,質量同樣約木星 10 倍。
現在天文學家透過光譜學技術,確認老人增四系統存在第 3 顆行星 Beta Pictoris d。
一開始,加州大學聖地牙哥分校團隊只是想用韋伯太空望遠鏡近紅外光譜儀(NIRSpec)研究 Beta Pictoris b 大氣層,卻意外發現另一個不尋常化學訊號(一氧化碳吸收光譜),數據不僅揭開該物體化學成分,還算出其移動速度與運動軌跡,後續利用韋伯望遠鏡中紅外儀器(MIRI)進行後續觀測,也檢測到水蒸氣和甲烷,進一步確認 Beta Pictoris d 行星身份。
而愛丁堡大學、歐洲南方天文台團隊另一項研究,利用甚大望遠鏡與韋伯近紅外相機(NIRCam)數據補充加州大學聖地牙哥分校團隊的研究,並獨立證實 Beta Pictoris d 存在。
據計算,Beta Pictoris d 質量約木星 2.4 倍,是該系統最小行星,但和另 2 顆行星相比溫度相對涼爽。
不過10 幾年前觀測資料其實已找到 Beta Pictoris d,只是恆星塵埃盤像濃霧一樣散射光線,使傳統成像技術難區分更黯淡的行星與周圍結構,直到現在韋伯望遠鏡的光譜分析方法有效「忽略」塵埃,分離出行星大氣獨有狹窄分子特徵。
(首圖來源:NASA)