“行星d似乎和我們玩了十多年的捉迷藏,直到現在,我們才能說:‘抓到你了!’”英國牛津大學的杰恩·伯克比有些興奮地總結。她所在的一個天文學家團隊,在觀測著名的繪架座β系統時,意外撞見了一顆全新的氣態巨行星。更巧的是,就在同一天,另一個獨立團隊也交出了相同的發現答卷。
這顆被命名為繪架座β d的行星,是該恒星系統的第三顆巨型成員。就像兩位提前登場的“兄長”一樣,它也是一顆靠自身余熱發著光的氣態巨行星,通過直接成像被捕捉到。不過它比繪架座β b要暗上整整100倍,離主星的距離也遠得多。
兩個團隊的發現幾乎同步,但路數截然不同。加利福尼亞大學圣迭戈分校的艾丹·吉布斯帶領的小組,原本在用詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝系統的近紅外與中紅外圖像,結果在數據中瞥見了這顆新行星的蹤跡。相隔萬里,英國愛丁堡大學的本·薩特利夫團隊則在用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡,研究更亮的b行星是否會發生光度變化,轉而在十多年積累的歷史圖像里扒出了這顆藏身已久的天體。兩篇論文最終在7月15日同時登上了《天體物理學報通訊》。
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對這顆剛露面行星的“體檢”立刻跟上。德國馬普天文研究所的伊麗莎白·馬修斯解釋:“我們看到了繪架座β d的完整光芒,這讓我們能推算出它的溫度和行星質量等基本特征。而韋布的光譜觀測則深入了它的大氣層,在那里辨出了甲烷、一氧化碳和水蒸氣的信號。”這些化學指紋,將是解開這顆行星誕生過程的關鍵鑰匙。
把三顆行星并排比較,差異一目了然。它們個個質量都超過木星,但b和c大約都相當于8.7個木星的分量,而d僅有2.4個木星重。這讓它成為直接成像史上最輕的系外行星。要知道,絕大多數系外行星是靠凌星時的星光微暗這類間接手段被揪出的,直接拍到身影本就艱難,更別說是個相對輕盈的小個子。
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繞行距離更放大它的特別:繪架座β d的軌道半徑約為26個天文單位,比太陽系中海王星到太陽的平均距離略短一點兒,卻比自家兄弟b和c都遠得多。這樣空蕩蕩的外圍軌道,倒恰好在數十年前的理論預料之中——當時天文學家就推想,繪架座β的碎屑盤邊緣應該至少有一顆大質量行星在扮演“清道夫”,用引力掃出盤的內緣。如今d的出現,正好對上了那段預測:它很可能就是那個把早年行星形成留下的殘渣清掃到一側的主要推手。
更重要的是,三顆行星全都是靠自身余熱發光被拍到的。這意味著天文學家手里有了一套清清楚楚的“嬰兒照”:它們所在恒星系統的年齡僅僅只有2000萬年,對比太陽系這類中年系統,這幾乎就是呱呱墜地后不久的瞬間。在如此混亂而年輕的原始環境下,行星本身的熱輻射能直接透射出來,讓科學家得以窺見巨型氣態行星在誕生初期的模樣。借用伯克比那句輕松的“捉迷藏”來形容,一幅塵封了十年的拼圖終于歸位,而更多關于行星幼年期的圖景,正等著后續觀測去一塊塊補齊。
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