超大望遠鏡VLT 首次直接拍攝到系外行星

超大望遠鏡VLT利用類似日冕儀裝置SPHERE,遮住TYC 8998-760-1恆星(同心圓的光點)的主要星光,拍攝到週邊的2個行星。(圖/ESO)

歐洲南方天文台(ESO)的超大望遠鏡(Very Large Telescope ,VLT,位在智利阿他瑪沙漠),首次拍攝了另一個太陽系,這絕對是天文觀測的一大進展。拍攝到的星系,是一個年輕的太陽,以及它週邊的2顆巨大氣體行星,這個發現可以幫助天文學家了解太陽系的演化過程,行星是如何圍繞在太陽周邊形成的。

ESO在幾星期前,成功解析出距我們約300光年外的TYC 8998-760-1恆星,它的年紀很輕,形成至今僅有1700萬年,屬於與太陽相同的G型黃色恆星,不過TYC 8998-760-1是G型恆星的底階,表面溫度為4783K,太陽是5800K。

荷蘭萊頓大學(Universiteit Leiden)的博士生亞歷山大‧博翰(Alexander Bohn)說:「 這個恆是與我們的太陽系非常相似的環境,但處於其演化的更早階段。」

同樣是荷蘭萊頓大學的馬修‧肯沃西副教授(Matthew Kenworthy)解釋這個觀測發現的重要性,他說:「 儘管天文學家已經利用間接檢測法,在我們的銀河系中鑑定出成千上萬個系外行星,但是很少能夠被望遠鏡直接拍攝到,因為恒星太遙遠,而且恆星又太明亮了,就像是我們在遙遠的地方看燈塔,很難看到燈光旁的小飛蟲。」

肯沃西副教授 繼續解釋:「即使我們用掩星法與潮汐引力法,可以觀測系外行星的質量,但我們頂多只能知道它的軌道大略位置,這樣的線索仍然很少,如果我們能直接觀察,那麼就容易搜索到維持生命的行星環境。」

超大望遠鏡是4個口徑8.2公尺望遠鏡的組合,可解析出更好的天文影像。(圖/ESO)

早在2004年,超大望遠鏡成功觀測到棕矮星,這是一種「失敗的恆星」,它比木星來的大,質量介於木星的10至80倍,卻不到觸發核融合反應的尺寸。超大望遠鏡看到如此暗淡的天體,是天文觀測技術的重要進展,因此下一步就是試圖觀測系外行星。

比利時魯汶大學的博士後研究員瑪丹琳娜‧雷吉亞尼(Maddalena Reggiani)說:「我們的團隊挑選較暗的恆星來觀測,終於拍攝到兩個巨大氣體行星第一個圖像,它們正在運行著年輕的太陽。」

兩個氣體行星位在較遠的運行軌道,一個大約是160個天文單位,另一個是320個天文單位,相比之下,木星離太陽的距離是5天文單位,而土星是10天文單位,可見得它的的軌道真得很遠 ,這正是它們比較好觀測的原因之一。

研究小組還發現,這兩個氣體行星相當巨大,一個是木星質量的14倍,另一個是木星質量的6倍。

能夠發現這組系外行星,得益於巨大望遠鏡的SPHERE儀器,SPHERE是一種類似日冕儀的裝置,能夠阻擋了來自恆星的亮光,從而分析恆星旁邊更暗淡的行星。

雖然較老的行星(例如我們太陽系中的行星)因為溫度太低,而無法使用此技術找到,但是較年輕的行星系統,由於溫度處在更熱的時代,因此在紅外線之下,能夠變得明顯。研究團隊花了一年的時間長期追踪拍攝,甚至追溯到2017年的舊數據,使得研究團隊確認這兩個星點,是恆星旁邊的行星。

博翰總結說:「我們相信這個恆星還有其他的行星存在, 未來更新進的天文儀器(例如ELT上的儀器)將有可能探測到周圍更多的低質量行星,可以為我們理解多行星系統的運作,也能對我們的自身的太陽系研究,具有很大的參考價值。」

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