甚大望遠鏡首次直接拍攝到年輕太陽的多行星系統


歐洲南方天文台的甚大望遠鏡(Very Large Telescope)首次直接拍攝到兩顆繞著類似太陽年輕恆星公轉的行星!目前所發現的四千多顆系外行星幾乎都是間接檢測到,如凌日系外行星巡天衛星(Transiting Exoplanet Survey Satellite)以行星遮蔽恆星造成亮度下降,或其他望遠鏡觀測行星造成的恆星移動的光譜變化現象而找到行星。一般來說,行星光線過於黯淡,加上母恆星的光線也會造成很大干擾,因此直接拍攝系外行星相當困難。天文學家先前僅曾拍攝幾十顆系外行星影像,大多是單行星系統,多行星系統更為罕見,只發現過恆星HR 8799與PDS 70是多行星系統,而且其母恆星與太陽差異甚大。

新行星位於恆星TYC 8998-760-1,其質量為太陽的1.00±0.02 倍,距離約300光年,年齡僅一千七百萬年,可說是年輕版本的太陽。首先發現是距離該恆星最近的TYC 8998-760-1 b,質量約為木星的十四倍,距離母恆星一百六十二個天文單位。後來又在影像中找到TYC 8998-760-1 c,質量約為木星的六倍,距離母恆星三百二十個天文單位。天文學家以甚大望遠鏡的光譜比色高對比度系外行星研究(Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch,簡稱 SPHERE)光譜儀器發現它們,SPHERE光譜儀能使用日冕儀阻擋恆星的亮光,所以能看到極暗淡的行星。此外,由於這兩顆行星較年輕溫度較高,在紅外光影像中較亮。若是較老的行星如太陽系則太冷,以此技術就無法找到。天文學家依據過去一年中所拍攝的影像位置移動,以及追溯到2017年的舊數據,確認它們是該恆星系統的行星。

天文學家表示,未來將對此系統進一步觀察,有助於瞭解這些行星是在如此遠離恆星的位置形成,還是其他地方形成後遷移過來。此外,未來的天文台(如39.3米的 Extremely Large Telescope 極大望遠鏡)將有可能探測到這顆恆星周圍的較低質量行星,這是理解多行星系統的重要里程碑。

【圖:歐洲南方天文台;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年7月20日出版的《天體物理學報快報》

HR = Harvard Revised Bright Star Catalogue = 哈佛修訂亮星星表
PDS = Protoplanets Disk Sculpting Catalogue = 原行星盤雕刻星表
TYC = Tycho-1 = 第谷星表 = 第谷第一星表

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