• 编者按:这篇文章重点介绍了韦伯科学进展的图片,这些图像尚未通过同行评议。
  • 天文学家首次使用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄系外行星的直接图像。这颗系外行星是一颗气态巨行星,这意味着它没有岩石表面,不适合居住。

    通过四个不同的滤光器看到的这幅图像,展示了韦伯强大的红外探测能力如何轻松捕捉太阳系以外的世界,为未来的观测指明了方向,这些观测将揭示更多系外行星的信息。

    这张图像显示了系外行星HIP 65426 b在不同的红外波段,如詹姆斯·韦伯太空望远镜所见:紫色显示NIRCam仪器在3.00微米处的视图,蓝色显示NIRCam仪器4.44微米处的视图,黄色显示MIRI仪器11.4微米处的视图,红色显示了MIRI仪器15.5微米处的MIRI仪器视图。由于不同的韦伯仪器捕获光的方式,这些图像看起来不同。每台仪器中都有一组被称为日冕仪的遮罩,它可以挡住主星的光,以便可以看到这颗行星。每张图像中的小白星标记了主恒星HIP 65426的位置,该位置已通过日冕图和图像处理减去。NIRCam图像中的条形是望远镜光学系统的伪影,而不是场景中的物体。
    (未标记版本)来源:NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI).

    “这是一个变革性的时刻,不仅对韦伯,对整个天文学来说也是如此。”英国埃克塞特大学物理学和天文学副教授萨沙·辛克利说。辛克利他在一项大型国际合作中领导了这些观测。韦伯是由NASA与其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和CSA(加拿大航天局)共同领导的一项国际任务。

    韦伯照片中的系外行星,称为HIP 65426 b,质量约为木星的6至12倍,这些观测结果有助于进一步缩小其质量范围。就行星而言,它还很年轻——大约1500万到2000万年,相比之下,我们的地球已经有45亿年的历史。

    2017年,天文学家利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜上的SPHERE仪器发现了这颗行星,并利用短红外波长的光对其进行了拍摄。韦伯在更长红外波长下的观察,揭示了地面望远镜由于地球大气层固有的红外辉光而无法探测到的新细节。

    研究人员一直在分析来自这些观察的数据,并正在准备一篇论文,提交给期刊进行同行评议。但韦伯首次捕捉到的系外行星已经暗示了未来研究遥远世界的可能性。

    由于HIP 65426 b离其主星的距离是地球离太阳的距离的100倍,它与恒星之间的距离足以让韦伯轻易地将行星与图像中的恒星分开。

    韦伯的近红外相机(NIRCam)和中红外仪器(MIRI)都配备了日冕仪,这是一组遮住星光的微型面罩,使韦伯能够直接拍摄某些系外行星的图像,比如这颗系外行星。NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜计划在本十年晚些时候发射,将展示一个更先进的日冕仪。

    辛克利说:“韦伯日冕仪能够很好地抑制主恒星的光线,这真是令人印象深刻。”

    直接拍摄系外行星的图像很有挑战性,因为恒星比行星亮得多。HIP 65426 b行星在近红外波段比它的主星暗10,000多倍,在中红外波段比主星暗数千倍。

    在每张滤镜图像中,这颗行星看起来是一个形状略有不同的光点。这是因为韦伯光学系统的特殊性,以及它通过不同的光学系统来转换光线。

    “获得这张照片感觉就像在挖掘太空宝藏。”负责图像分析的加州大学圣克鲁兹分校博士后研究员阿伦·卡特说。 “起一开始,我只能看到恒星发出的光,但经过仔细的图像处理,我能够去除这些光,发现这颗行星。”

    虽然这不是第一张从太空拍摄的系外行星直接图像——哈勃太空望远镜之前已经捕获了直接的系外行星图像——但HIP 65426 b韦伯探索系外行星指明了方向。

    “我认为最令人兴奋的是,我们才刚刚开始,”卡特说。“未来将会有更多的系外行星图像,这些图像将塑造我们对它们的物理、化学和形成的整体理解。我们甚至还可能发现以前未知的行星。”

    参考来源:

    https://blogs.nasa.gov/webb/2022/09/01/nasas-webb-takes-its-first-ever-direct-image-of-distant-world/

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