科学家发现有记录以来最年轻系外行星

天文学家在陈年的观测数据档案中，意外“挖”出了一颗刚刚诞生、尚被自己出生时的尘埃气体包裹着的系外行星，伊莱亚斯2-24 b（Elias 2-24 b）。它的年龄不足一百万岁，质量却已堪比木星，是迄今为止发现的最年轻的系外行星，刷新了人类对行星形成速度的认知。

艺术家笔下的伊莱亚斯2-24 b：这颗迄今探测到的最年轻系外行星，仍在其年轻宿主恒星周围的气体尘埃盘中不断生长。

图片来源：W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

尘封数据中的“新生儿”

这颗新发现的系外行星（exoplanet，即太阳系以外的行星）名为伊莱亚斯2-24 b，质量与木星相当，是名副其实的“大块头婴儿”，尽管体型惊人，它却被认定为有记录以来最年轻的行星，年龄不到一百万岁。这颗行星位于距地球约450光年之外，此刻仍静静地栖息在孕育它诞生的旋转气体与尘埃盘（原行星盘，protoplanetary disk）之中。

此前“最年轻系外行星”的纪录由四颗行星并列保持，它们的年龄都在500万岁以上。相关研究论文合著者、智利迭戈·波塔莱斯大学（Instituto de Estudios Astrofísicos）教授卢卡斯·西耶扎（Lucas Cieza）表示：“此前那几位纪录保持者，就已经让我们的行星形成模型颇感吃力。”他在一份声明中说：“伊莱亚斯2-24 b告诉我们，即便是目前最好的行星形成模型，也仍然遗漏了一些重要的物理过程。”

多台世界顶级望远镜联手确认

为了找到这个巨大的“婴儿”，一支由智利迭戈·波塔莱斯大学博士生安德烈亚·贝尔纳迪（Andrea Bernardi）领导的团队，翻查了美国夏威夷W.M.凯克天文台（W. M. Keck Observatory）留存的档案数据。此次研究聚焦的恒星伊莱亚斯2-24，周围环绕着一圈物质构成的盘状结构。他们的发现，印证了此前阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）和欧洲南方天文台甚大望远镜（Very Large Telescope, VLT）观测结果所透露的线索，伊莱亚斯2-24周围的碎屑盘中，似乎藏着什么东西。

最终确认这颗行星存在的关键数据，来自凯克天文台日冕仪（coronagraph）拍摄的档案影像。日冕仪的工作原理是遮挡住远处恒星本身的耀眼光芒，从而让反射自行星表面的微弱光线得以被直接捕捉观测。研究团队检索了7颗遥远恒星的日冕仪数据，这些恒星周围都环绕着可能正在孕育行星的碎屑盘。团队推测，或许能在其中某个盘的空隙里找到一颗“藏身”的行星，结果他们真的找到了。

“星系在持续不断地制造新的恒星和行星，因此宇宙中处于演化各个阶段的天体应有尽有。”西耶扎说，“理论上，我们本该能够观测到行星形成的整个过程，但现有的大多数望远镜在探测能力上存在很大的空白。眼下，我们对这些‘婴儿行星’基本还是‘视而不见’的。”

下一步：罗曼太空望远镜接棒观测

展望未来的系外行星探测，研究人员期待借助今年8月30日刚刚发射升空、搭载在美国国家航空航天局（NASA）南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）上的日冕仪科学仪器，开展更多直接观测。这是迄今送入太空的最先进日冕仪，科学家们希望它能让人类对系外行星及其大气层的研究，进入更加深入的阶段。

“我们通常听说的都是各台望远镜各自独立工作，但这次的确认，恰恰是靠多台望远镜联手协作才得以完成的。”贝尔纳迪说，“伊莱亚斯2-24 b已经逼近现有望远镜探测能力的极限，但有了像NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜这样的新一代仪器，未来此类探测应该会变得更加容易。”

这项研究已发表于9月16日出版的《天体物理学报快报》（The Astrophysical Journal Letters）期刊。

参考

[1]https://www.space.com/astronomy/exoplanets/scientists-find-youngest-exoplanet-on-record-a-newborn-named-elias

[2]https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae9bb6