天文學家意外拍到疑似系外行星嬰兒照 距地球600光年

最驚人的發現有時是「妙手偶得」。在對CS Cha雙星系統的照片進行分析時，科學家在雙星附近發現一個小光點，可能是一顆正處在嬰兒時期的行星。

雙星系統CS Cha的紅外圖像，由甚大望遠鏡的系外行星研究儀SPHERE拍攝

不久前，一支國際天文學家小組意外拍到一顆疑似系外行星嬰兒照，距地球600光年。

它的母星是一顆名為CSCha的雙星，座落於蝘蜓座的一個恆星形成區。CS Cha是一顆非常年輕的金牛T星，只有200萬到300萬歲，正是周圍被原行星盤（由氣體和塵埃構成）環繞並形成行星的黃金年齡。

研究小組由荷蘭萊頓大學的天文學家帶隊。2017年2月，他們藉助甚大望遠鏡的分光偏振高對比度系外行星研究儀（SPHERE）對CS Cha進行研究，希望能夠發現這樣的物質盤。甚大望遠鏡座落於智利沙漠，是一件天文觀測利器。

CS Cha雙星系統與它的伴星，由一系列觀測設備拍攝

CS Cha的物質盤被稱之為「聯星周盤」。在對CS Cha的照片進行分析時，研究人員在聯星周盤外，靠近這個雙星的區域發現一個小光點。

在對甚大望遠鏡NACO儀器11年前拍攝的照片以及哈勃太空望遠鏡的寬視場行星相機2在19年前拍攝的照片進行分析時，他們再次發現這個光點。接二連三地發現同一光點說明這並非觀測設備的故障所致，也不是一個暫時性的異常現象。這個光點可能是一顆此前未知的天體。

神秘光點一直伴隨CS Cha左右，是這顆雙星的忠實伴侶。不過，研究人員尚無法確定這顆伴星的真實身份。對於一顆環繞恆星的可見天體，可能的身份並不多。它可能是一顆褐矮星，即一種質量很小的「失敗」恆星，因體積太小而無法維繫氫聚變。不過，褐矮星的體積和溫度遠遠超過氣態巨行星。此外，神秘光點也可能是一顆仍在發育中的大型氣態巨行星，也就是所謂的「超級木星」。

褐矮星藝術概念圖

研究人員試圖用分光鏡分析確定光點身份，但難度很大，這激發了他們的好奇心。研究論文主執筆人、萊頓大學天文學家克里斯蒂安·辛斯基解釋說：「最令人感到興奮的是，這顆伴星的光線高度極化，而極化方向的偏好通常在光線發生散射時出現。我們懷疑這顆伴星被塵盤環繞。

塵盤遮住了大部分光線，這也就是為什麼我們很難確定伴星的質量。因此，它既有可能是一顆褐矮星，也有可能是一顆處在幼年時期的超級木星。經典的行星形成模型無法幫到我們。」

超級木星藝術概念圖

無論是褐矮星還是超級木星，這都是一項引人注目的發現。絕大多數系外行星距地球太過遙遠，無法直接拍照。我們只能根據母星光線的變化來推斷它們的存在，即光線在母星和望遠鏡之間穿過時，亮度是否降低；又或者觀測它們的引力拖拽是否讓母星的位置發生些許變化，即是否導致多普勒頻移。

能夠直接觀測的系外行星少得可憐，可直接觀測的褐矮星也非常罕見。直到2009年，科學家才首次對一顆疑似褐矮星進行直接觀測。當年的觀測讓科學家陷入極大的興奮之中。

普林斯頓大學研究員邁克爾·麥克爾韋恩在當時接受太空網採訪時說：「陪伴太陽型恆星的褐矮星極為罕見，更不用說擁有塵盤的褐矮星。」

CS Cha及伴星的紅外照片，採用特殊的偏振濾光器拍攝。

這顆伴星似乎擁有塵盤

辛斯基的研究小組計劃藉助智利的阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列，確定CS Cha伴星的真正身份。他們在論文中指出：「CS Cha是迄今發現的唯一一個既可能存在一個環行星盤，同時又存在一個確定無疑的星周盤的系統。

據我們所知，這是在亞恆星伴星周圍直接觀測到的第一個環行星盤。一旦深入了解這個系統，它有望成為行星和褐矮星形成想定的基準系統。」

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