科学与探索
韦伯望远镜发现TWA 7周围存在轻质量行星的证据
2025年6月25日 36463浏览量 100点赞
欧洲航天局 / 科学与探索 / 空间科学 / 韦伯
天文学家利用美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）及加拿大航天局（CSA）合作的詹姆斯·韦伯空间望远镜，获取了一颗质量与土星相近的行星环绕附近年轻恒星TWA 7运行的有力证据。
若得到证实，这将是韦伯望远镜首次直接成像发现的行星，也是通过该技术观测到的最轻行星。
由法国巴黎天文台 – 巴黎高等师范学院（PSL）和格勒诺布尔 – 阿尔卑斯大学的法国国家科学研究中心（CNRS）研究员安妮 – 玛丽·拉格朗日博士领导的国际团队，利用韦伯望远镜的中红外仪器（MIRI）及其日冕仪，在TWA 7周围的碎片盘中检测到一个微弱的红外源。
该源在天空中距离恒星约1.5角秒，以TWA 7的距离计算，大约是地球到太阳距离的五十倍。这与一颗能够解释碎片盘中关键特征的行星的预期位置相符。
2024年6月21日，团队使用MIRI上的日冕仪，仔细抑制了宿主恒星的强光，以揭示附近的微弱天体。这种称为高对比度成像的技术，使天文学家能够直接探测到那些否则会淹没在宿主恒星光中的行星。
在使用先进图像处理技术减去残留的恒星光后，TWA 7附近露出一个微弱的红外源，可与背景星系或太阳系天体区分开来。
该源位于先前地面观测发现的TWA 7周围三个尘埃环之一的间隙中。其亮度、颜色、与恒星的距离以及在环中的位置，与一颗塑造周围碎片盘的年轻、低温、土星质量行星的理论预测一致。
安妮 – 玛丽表示：“我们的观测揭示了一个塑造TWA 7碎片盘结构的行星强候选体，其位置与我们预期发现此类质量行星的位置完全一致。”
约翰霍普金斯大学和巴尔的摩空间望远镜科学研究所的合著者玛蒂尔德·马林补充道：“这台天文台使我们能够拍摄到与太阳系中行星质量相似的行星图像，这代表着我们在理解行星系统（包括我们自己的行星系统）方面向前迈出了激动人心的一步。”
初步分析表明，这个被称为TWA 7b的天体，可能是一颗年轻、低温的行星，质量约为木星的0.3倍（约100个地球质量），温度接近320开尔文（约47摄氏度）。其位置与盘中的间隙对齐，暗示着该行星与其周围环境之间存在动态相互作用。
充满尘埃和岩石物质的碎片盘在年轻和较老的恒星周围都有发现，不过在年轻恒星周围更容易探测到，因为它们更明亮。这些碎片盘通常具有可见的环或间隙，人们认为是由在恒星周围形成的行星造成的，但此前尚未在碎片盘中探测到这样的行星。
一旦得到验证，这一发现将标志着首次将行星与塑造碎片盘直接联系起来，并可能为特洛伊盘（被困在行星轨道上的尘埃集合）提供首个观测线索。
TWA 7，也称为天坛座CE，是一颗年轻的（约640万年）M型恒星，位于距地球约111光年的南鱼座TW星协中。其近乎正面朝向的盘，使其成为韦伯望远镜高灵敏度中红外观测的理想目标。
这些发现凸显了韦伯望远镜探索附近恒星周围此前未被发现的低质量行星的能力。正在进行和未来的观测，将旨在更好地限制该候选体的性质，验证其行星身份，并加深我们对年轻系统中行星形成和盘演化的理解。这一初步结果展示了韦伯为系外行星发现和特征描述开辟的令人兴奋的新前沿。
这些观测是韦伯观测计划#3662的一部分。研究结果已于今日发表在《自然》杂志上。
韦伯是有史以来发射到太空的最大、最强大的望远镜。根据一项国际合作协议，欧洲航天局使用阿丽亚娜5号运载火箭为该望远镜提供发射服务。欧洲航天局与合作伙伴共同负责阿丽亚娜5号为韦伯任务进行的适应性开发和鉴定，以及通过阿丽亚娜空间公司采购发射服务。欧洲航天局还提供了主力光谱仪近红外光谱仪（NIRSpec），以及中红外仪器（MIRI）的50%，MIRI由欧洲各国资助的研究所组成的财团（MIRI欧洲财团）与喷气推进实验室（JPL）和亚利桑那大学合作设计和建造。
韦伯是美国国家航空航天局、欧洲航天局和加拿大航天局之间的国际合作项目。