一颗“超级气球”的行星浮现在眼前

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一支由多个国家的天文学家组成的科学团队采用了直接观测的方式，在太阳系外发现了一颗迄今为止已知的最轻的行星，为“行星家族”增添了一位轻量级的成员。从1995年到现在，天文学家已发现了数百颗行星，他们在搜索行星的过程中几乎都使用了间接观测的方法，行星的引力拖动影响了主恒星的光线，行星的引力拖动甚至影响了主恒星自身。在目前已发现的1000多颗系外行星中，大多数行星的发现都采用了两种间接探测的方法，一是径向速度搜索法，二是行星的经过法，由直接观测法发现的系外行星只有10多颗。
一个欧洲国家的天文小组在9年前使用了欧洲南方台的超大口径望远镜（VLT），成功地捕获了系外行星的第一幅图像，一颗行星绕着一颗褐矮星2M1207转动，同一个欧洲国家的天文小组在9年后使用了VLT，再次成功地捕获了迄今最轻的一颗系外行星的图像，行星伴随一颗年轻的主恒星HD95086转动，一颗巨型气态行星的质量大约是木星的4到5倍，人们已知木星是太阳系内的最大一颗行星。这颗已知最轻的行星与主恒星的距离是地球到太阳距离的56倍，相当于海王星到太阳距离的两倍，恒星HD95086比太阳的质量稍大，这颗主恒星被包裹在由碎片构成的圆盘带内，天文小组的成员认为，恒星HD95086是构造大质量行星的理想候选者，它与地球的距离大约为300光年。



法国研究所位于法国东南部的格勒诺布尔市，研究所下属的行星学和天体物理学研究所（IPAG）的朱利安·拉莫是天文小组的主要观测者，朱利安·拉莫解释说，行星搜索的直接成像法是一项十分困难的技术性挑战，天文小组使用了地面和太空的最先进观测仪器，至今只有少量的行星被直接观测到，技术限制是主要的原因，通过直接观测法获得的每一次发现都成了重要里程碑的标志，天文学家通过新领域的开拓更好地理解了巨大行星如何形成的问题，一般而言，行星的质量越小，直接观测到它们的难度越大。
天文小组使用了自适应性的光学仪器，拥有剔除模糊影像的性能，光线经过大气层时产生了模糊的图像，自适应性的光学仪器架设在位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方台的超大型望远镜上。天文小组使用了红外线和微分的成像技术，其中的微分成像技术显著地提升了行星和主恒星图像的对比度。专业的“系外行星”网站列出了数据记录，从1995年到现在，已有720颗已发现的系外行星得到确认，有2595颗已发现的系外行星有待确认。
系外行星搜索的“大户”开普勒卫星使用了间接观测法，当行星在主恒星的周围旋转时，它们的引力对恒星的光度和恒星的摆动产生了细微的影响。开普勒太空望远镜从今年以来发生了几次故障，但实际上已经完成3年半的使命计划，目前处在“超期服役”阶段，开普勒太空望远镜原计划在2012年11月停止运行，开普勒太空观测的使命停止了，但相应数据的分析和整理远未结束，开普勒卫星收集的数据还可能为行星搜索团队带来意外的惊喜。



主恒星HD95086的年龄仅为1000万到1700万年，轻量级的行星有可能是在绕主恒星旋转的周围气体和尘埃中形成对的。行星和主恒星HD95086所在的圆盘物质产生了相互作用，可能有行星和其它未知行星产生的影响，在主恒星HD95086的周围有多颗行星构成的“行星家族”，行星的相互作用和影响可能将行星从诞生的地方移开，天文小组的成员从行星目前所在的位置推测了行星的移动轨迹，在主恒星HD95086周围圆盘内的岩石块聚集成了固体的球核，缓慢地将周围的气体物质积聚起来，在固体核球的周围形成了厚实的大气。
气体行星的形成也可能出于圆盘内一块不稳定的气体物质受到的引力挤压。可以从主恒星HD95086的亮度测定，轻量级行星的表面温度为700摄氏度，对行星大气层的水蒸气和甲烷气体而言，行星表面的温度使得大气层达到了足够冷却的程度。借助未来仪器SPHERE的帮助，轻量级行星的更多细节信息将会展示出来，SPHERE是第二代自适应性的光学仪器，计划安装在超大型的地面望远镜（VLT）上。主恒星HD95086上可能拥有其它的行星，天文小组行星搜索的使命没有结束，SPHERE可能会发现轻量级行星以外的行星。



（编译：2021-6-5）