在離地球最近的恒星系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)一顆潛在系外行星

我們時常聽到，天文學家在太陽系之外又發(fā)現(xiàn)了新的行星，以至于我們會認為發(fā)現(xiàn)系外行星應該是件相對簡單的事情。但實際上，即使想要在離我們最近的恒星系統(tǒng)確認是否存在行星，都十分困難。

南門二，亦稱半人馬座α（α Centauri），是距離太陽最近的一個恒星系統(tǒng)。這個著名的三星系統(tǒng)距離地球僅4光年，由兩顆類太陽的恒星——南門二A（α Centauri A）和南門二B（α Centauri B），以及一顆昏暗的紅矮星比鄰星構成。雖然科學家已確認，有三顆行星圍繞比鄰星運行，但他們一直難以證實在南門二A和南門二B周圍是否也存在行星。

現(xiàn)在，天文學家借助韋布空間望遠鏡（JWST），發(fā)現(xiàn)了強有力的證據(jù)表明，在南門二A的宜居帶內(nèi)，有一顆巨大的氣態(tài)巨行星正在繞其運行。

如果這一發(fā)現(xiàn)最終得到確認，這顆行星將是迄今在類太陽恒星宜居帶中發(fā)現(xiàn)的、距離地球最近的一顆系外行星。不過，由于這是一顆氣態(tài)巨行星，科學家表示它不可能孕育我們熟知的生命形式。

光芒背后的暗影

2024年8月，研究團隊使用JWST上的中紅外儀器（MIRI）對系統(tǒng)進行了首次觀測。南門二A是夜空中第三亮的恒星，也是距離地球最近的類太陽恒星。在觀測時，他們利用日冕掩膜屏蔽了南門二A的光芒。

展示了南門二在數(shù)字化巡天（DSS）、哈勃空間望遠鏡（HST），以及JWST這三種不同觀測平臺下的圖像。在DSS的圖像中，這個三星系統(tǒng)呈現(xiàn)為一個明亮的光點。而HST則分辨出其中的兩顆類太陽恒星：南門二A和南門二B。JWST的中紅外儀器（MIRI）則使用日冕掩膜遮擋住南門二A的強光，揭示出一顆可能環(huán)繞其運行的行星。（圖/NASA, ESA, CSA, STScI, DSS, A. Sanghi (Caltech), C. Beichman (NExScI, NASA/JPL-Caltech), D. Mawet (Caltech); Image Processing: J. DePasquale (STScI)）

與此同時，來自伴星南門二B的亮度也會干擾分析。不過，研究人員成功剔除了來自兩顆恒星的光干擾，從而在圖像中揭示出一個亮度為南門二A的萬分之一、與南門二A的距離約是地日距離的兩倍的天體。

這三幅圖像展現(xiàn)了JWST對南門二A附近行星的探測過程。第一幅圖展示了南門二A和B的強烈光暈；中間一幅使用了日冕掩膜遮擋了A星的眩光，但掩膜邊緣的衍射和望遠鏡光學結構產(chǎn)生了復雜的光暈圖樣；右側圖像則通過參考圖像和算法減去了這些光學干擾，成功顯現(xiàn)出潛在的暗弱天體。（圖/NASA, ESA, CSA, STScI, A. Sanghi (Caltech), C. Beichman (NExScI, NASA/JPL-Caltech), D. Mawet (Caltech); Image Processing: J. DePasquale (STScI)）

雖然這一初步發(fā)現(xiàn)令人振奮，但研究團隊仍需更多數(shù)據(jù)來證實這一發(fā)現(xiàn)。然而，在2025年2月和4月的兩輪后續(xù)觀測中，研究人員并未再次觀測到類似的天體。

行星“消失”之謎

莫非，研究人員遇見了一顆消失的行星？

為了解開這個謎，研究人員通過計算機模擬了數(shù)百萬種可能的軌道。他們發(fā)現(xiàn)，JWST在第二輪和第三輪觀測中沒有發(fā)現(xiàn)這顆潛在行星并不奇怪，因為在模擬的一半軌道都顯示，這顆行星在2025年2月和4月會距離南門二A過近，導致JWST無法觀測到它。

根據(jù)中紅外觀測到的這顆行星的亮度和軌道模擬，研究人員推測，它可能是一顆質(zhì)量與土星相當?shù)臍鈶B(tài)巨行星，圍繞南門二A運行的橢圓軌道在太陽到地球距離的1到2倍之間。

候選氣態(tài)巨行星藝術概念圖：環(huán)繞南門二A運行的一顆氣態(tài)巨行星的可能形態(tài)。在圖中，南門二A位于行星左上方，系統(tǒng)中另一顆類太陽恒星南門二B位于右上方，而太陽則以微弱光點出現(xiàn)在兩者之間。（圖/NASA, ESA, CSA, STScI, R. Hurt (Caltech/IPAC)）

意義重大

如果這顆行星候選最終得到確認，它將成為系外行星直接成像領域的一個新里程碑。在所有已被直接成像的行星中，這顆行星將是距離宿主星最近的。

此外，這顆行星存在于一個兩顆恒星距離很近的系統(tǒng)中，一般認為這樣的環(huán)境不利于行星穩(wěn)定存在。所以一旦進一步得到觀測的證實，就會挑戰(zhàn)我們對行星在復雜環(huán)境下如何形成、存活和演化的理解。

##參考來源：

https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-finds-new-evidence-for-planet-around-closest-solar-twin/

#圖片來源：

封面圖&首圖：NASA, ESA, CSA, STScI, R. Hurt (Caltech/IPAC)