詹姆斯韦伯太空望远镜已经发布了它的非常第一张系外行星图像------这里是我们能从它学到的

By Jonti Horner

2022/9/20

Science & Astronomy

新图像揭示詹姆斯韦伯太空望远镜对旨在改进他们的系外行星的知识的天文学家将是一个绝佳的工具。

詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄的这一系列的四张图像显示被强大的红外望远镜看到的第一颗系外行星（恒星）。 (Image credit: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI))

本文最初发表在《对话 The Conversation.》上。该出版物将这篇文章贡献给了太空网站的专家之声：编辑意见与洞察。

你从来想要看一个外星世界吗？一颗环绕一颗遥远的恒星的行星，距离太阳有几光年？很好，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）刚刚已经返回了它的从来刚好那样的第一张照片------一颗环绕遥远恒星的行星。

新的图像揭示詹姆斯韦伯太空望远镜对旨在改进他们的系外行星（环绕其他恒星的行星）的知识的天文学家将是一个狂好的工具------甚至比我们已经希望过的更好！

但对那些靠一顿《星际迷航》、《星球大战》和无数其他科幻小说餐长大的人，这些图像可能不是压倒的。没有美妙的以辉煌或柔和的颜色涡旋的云，相反，我们只是看到一个斑点------一个单一的光点。

如此为什么这些观测已经让天文学家们兴奋的嗡嗡呢？在未来的几个月和几年里我们可能学到些什么呢？

观察隐藏的世界

在过去的三十年里，我们已经活过了一场伟大的革命------系外行星时代的黎明。其中我们从前知道没有行星环绕遥远的恒星并且好奇了是否太阳系是独一的，我们现在知道行星无处不在。

在撰写本文时，已知的系外行星数量为5084颗，而且随着每周数量增加的更大。

但绝大多数的那些系外行星都被间接的探测到。它们如此近环绕它们的宿主恒星以至于用目前的技术我们只是不能直接的看到它们。相反，我们观察到它们的宿主恒星做一些意想不到的事情，并从它们的看不见的行星伴星的存在推断。

所有这些外星的世界，只有少数已经被直接的看到。这类系统的典范是HR8799，它的四颗巨行星已经被如此频繁成像以至于天文学家已经制作了一部电影，显示它们在围绕主恒星的轨道中移动。

进入HIP 65426b

为了收集詹姆斯韦伯太空望远镜的第一张一个系外行星的直接图像，天文学家将望远镜转向恒星HIP 65426，它的大质量行星伴星HIP 65426b在2017年被用直接成像发现。

HIP 65426b以几种方式是不寻常的------所有这些起一个使它成为一个特别容易的直接成像的目标的作用。首先，它离它的宿主恒星很远，在比大约是地球和太阳之间距离更远92倍的地方环绕HIP 65426。这把它放在距离它的恒星约140亿公里上。从我们的角度，这做出天空中从这颗恒星一个“合理”的距离，使它更容易来观测。

其次，HIP 65426b是一个庞然大物的世界------被认为比太阳系最大行星木星的质量更大几倍。最重要的是，之前还发现了它惊人的热，它云顶的温度至少为1200摄氏度。

这颗行星的大小和温度的结合意味着它内在的是明亮的（对于一颗行星）。

詹姆斯·韦伯太空望远镜的第一张外星世界HIP 65426b的图像被显示在一张显示该行星的宿主恒星的更宽的图像的底部。这些图像是在不同波长的红外光拍摄的。(Image credit: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI).)

这些照片是如何拍摄的、它们给我们展示什么？

在正常情况下，来自HIP 65426的光将完全的压倒来自HIP 65426b的光，尽管它们之间有距离。

为了绕过这个问题，詹姆斯韦伯太空望远镜携带了几个日冕仪，让望远镜阻挡来自一个明亮恒星的光线来寻找它旁边更暗的天体的仪器。这有点像用你的手挡住汽车的前灯来看是否你的朋友已经爬出来打招呼一样。

詹姆斯韦伯太空望远镜用这些日冕仪拍摄了一系列HIP 65426b的图像，每一张图像都是在不同波长的红外光下拍摄的。在每一张图像中，这颗行星能被清楚的看到------一个偏移离开它的模糊的恒星宿主位置的明亮像素。

这些图片与你的标准科幻小说票价相差甚远。但它们显示这颗行星被容易的探测到，相对黑暗的太空背景它像一个疼痛的拇指一样站出。

领导观测的研究人员（详细介绍预印服务器arXiv）发现了詹姆斯韦伯太空望远镜正在比被预期更好大约10倍表现------一个让全世界的天文学家兴奋的看接下来会发生什么的结果。

用他们的观察，他们确定了HIP 65426b的质量（大约是木星的7倍）。除此之外，数据揭示这颗行星比之前认为的更热（云顶接近1400摄氏度），也比预期的有点更小（直径约为木星的92%）。

这些图像描绘一个完全陌生的世界的图像，与太阳系中的任何东西都不同。

一个到未来的路标

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HIP 65426b的观测只是詹姆斯韦伯太空望远镜在成像环绕其它恒星的行星能够做的第一个信号。

成像数据令人难以置信的精度暗示詹姆斯韦伯太空望远镜将能够获得比之前预期的更小的行星的直接观测。不止被限制到比木星质量更大的行星上，它应该能够来看可与土星比较的甚至更小的行星。

这真是一个非常令人兴奋的。你看，天文学的一个基本规则是比大东西有远更多的小东西。詹姆斯韦伯太空望远镜应该能够看到比预期的更小、更暗的行星的事实这将大大增加天文学家来研究可利用的可能目标数。

除此之外，詹姆斯韦伯太空望远镜进行这些测量的精度暗示我们将能够比预期的更多了解它们的大气层。用望远镜的重复观测甚至可以揭示这些大气层如何随时间变化的细节。

在接下来的几年里，那时期望来看更多由詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄的外星世界图像。虽然这些照片可能看起来不像科幻小说中的一样，但它们仍将彻底改变我们的环绕其它恒星行星的理解。

本文在知识共享许可下从对话重新发布。请阅读原始文章。

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