找到你了！天文学家经过十年捉迷藏，拍到从地球可见的最暗系外行星
精选图片： ESO/SPHERE拍摄的绘架座β星系合成图像，显示碎片盘和三颗系外行星；图片来源：ESO/SPHERE合作项目
天文学家终于赢得了一场长达十年的宇宙捉迷藏游戏，发现了从地球直接拍摄到的最暗系外行星，它此前在望远镜档案数据中隐藏了11年之久。
这颗被命名为Beta Pictoris d的行星，围绕距离约63光年的年轻恒星绘架座β运行。它的质量仅为木星的2.4倍，比其著名的姐妹行星Beta Pictoris b暗100倍，创下了地面望远镜直接拍摄到的最暗系外行星的新纪录。两个独立研究团队分别使用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜(VLT)和美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜确认了这一发现，两篇论文于7月15日同时发表在《天体物理杂志通讯》上。
偶然的发现
这次探测几乎是偶然的。爱丁堡大学的博士后研究员本·萨特利夫于2025年12月使用VLT上的ERIS仪器研究Beta Pictoris b的大气层时，在中红外图像中注意到一个微小的额外斑点。他起初以为那是噪声。
“如果绘架座β有岩石行星，我一点也不惊讶，”萨特利夫告诉记者。”有了ELT和巨型麦哲伦望远镜，也许我们也能开始探测到它们了！”
欧洲南方天文台的马库斯·邦塞应用机器学习技术清理图像后，那个斑点依然存在。”那里还有别的东西，你看到了吗？”邦塞回忆着问他的同事。随后展开了一场长达11年的天文档案侦探搜寻。
研究团队发现，Beta Pictoris d早在2014年的VLT/SPHERE数据中就被捕捉到，甚至在JWST/NIRCam的观测中也有记录。在2014年的一个时期，这颗行星在其更大邻居的强光下几乎不可见。跨越整个11年基线的天体测量证实，它受到引力束缚并沿轨道运动，而不是一颗背景恒星。
“行星d似乎与我们玩了一场超过十年的捉迷藏游戏，直到现在我们才能说’找到你了！'”牛津大学的杰恩·伯克比说。
巨行星系统
绘架座β在系外行星搜寻者中早已闻名。该系统拥有Beta Pictoris b（一颗约10倍木星质量、轨道周期22年、距离9.8天文单位的行星）和Beta Pictoris c（一颗质量相近、轨道周期3.3年的紧密轨道行星）。现在，该系统又增加了一颗直接成像的行星。
Beta Pictoris d在26天文单位（大约相当于海王星到太阳的距离）处以91年的轨道周期运行。它是一颗相对较冷的气态巨行星，温度约600开尔文，大气中富含二氧化碳、水和甲烷。关键的是，它的轨道解释了绘架座β著名碎片盘在30至50天文单位处的内边缘，解决了该系统多年来呈现的一个谜题。
由加州大学的艾丹·吉布斯领导的独立团队使用JWST的NIRSpec和MIRI仪器同时确认了这颗行星，独立发现了其富含二氧化碳的大气。
凭借三颗直接成像的行星，绘架座β成为继HR 8799之后第二个直接成像的多行星系统。这些系统是科学的金矿，因为它们让天文学家能够研究由相同物质形成但位于不同位置和质量的多颗行星。
“拥有多个直接成像系外行星的系统是发现的’圣杯’，”萨特利夫说，”因为它们可以让我们了解在同一形成环境中不同系外行星的特征。”
地面望远镜的胜利
在已确认的6000多颗系外行星中，只有不到100颗曾被直接成像过。通过地球湍流的大气层从地面望远镜进行观测极其困难。这次探测表明，像VLT这样的地面天文台可以在最暗系外行星探测方面与太空望远镜竞争，而成本仅为其一小部分。
“这颗新行星比同一系统中著名的Beta Pictoris b暗100倍，使其成为从地球直接拍摄到的最暗系外行星，”邦塞说。
档案中仍有宝藏
也许最令人兴奋的启示是，Beta Pictoris d一直隐藏在档案数据中。CEA巴黎-萨克莱的瓦伦蒂娜·克里斯蒂安斯指出：”档案SPHERE数据中的探测结果本身不仅非常令人兴奋，而且它们还表明VLT仪器的档案中仍隐藏着大量宝藏！”
随着下一代极大望远镜（ELT、GMT）在未来几年投入使用，天文学家预计将发现更多这样的隐藏世界。正如密歇根大学的约翰·莫尼尔所说：”基本上，这只是开胃小菜。我们认为ELT将会发现数量庞大的此类天体。”
爱丁堡大学的贝丝·比勒也表达了同样的看法：”行星似乎有朋友。许多著名的直接成像系外行星系统似乎都有多颗巨行星处于同一系统中，而且可能还有更多低质量行星隐藏在这些系统中，或许可以通过ELT上的仪器揭示出来。”
由萨特利夫、邦塞和90多位合著者共同撰写的发现论文发表在《天体物理杂志通讯》上（DOI: 10.3847/2041-8213/ae80a0, arXiv: 2606.23801）。
婷 翻译