詹姆斯韦伯太空望远镜的第一张系外行星图像揭晓

NIRCam F356W(顶行)和 MIRI F1140C(底行)滤镜的未减法和 KLIP 减法图像标记。 最左边的列显示单个科学卷的中值未减影图像,所有其他列显示使用最大数量的 KLIP PCA 模式的 ADI、RDI 和 ADI+RDI 减法方法的 KLIP 减影图像。 所有图像的方向如未减图像列中的方向箭头所示,并标出行星(白色圆圈)和恒星(白色星)的位置。 此外,给定过滤器的所有图像的强度都是相同的比例。 系外行星 HIP 65426 b 可以在减影图像中以 ∼150° 的位置角轻松识别。 我们注意到 NIRCam 图像中伴星 PSF 的独特“汉堡”形中央核心和六叶结构是与 Lyot 光阑设计相关的预期特征,并不表示离散的天体物理来源。 信用:https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.14990

埃克塞特大学的天文学家率先使用开创性的詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄了系外行星的第一张直接图像。

这张非凡的图像显示了气态巨行星 HIP65426b,它的质量大约是木星的 5 到 10 倍,形成于 15 到 2000 万年前。

这些观察是由埃克塞特大学的 Sasha Hinkley 教授与一个国际研究团队合作进行的。

欣克利教授说:“这是一个变革性的时刻,不仅对韦伯来说,而且对整个天文学来说也是如此。有了韦伯,我们可以用一套全新的物理学方法来研究这些行星的化学成分。”

天文学家于 2017 年使用位于智利的欧洲南方天文台超大望远镜上的 SPHERE 仪器发现了这颗行星。 这些先前的行星图像是使用短红外波长的光产生的,并且仅覆盖了行星整体发射的相对较窄的范围。

大多数系外行星的存在只能通过间接方法推断出来,例如凌日法,其中一些主星的光被从前面经过的行星挡住了。 然而,事实证明,拍摄系外行星的直接图像更具挑战性,因为行星围绕其运行的主恒星要亮得多,在这种情况下,它的亮度要高出数千倍到一万倍以上。

对于新图像,研究小组使用了中红外和热红外光,揭示了由于地球大气层固有的红外光而地面望远镜无法收集到的新细节。 其中包括有关地球大气化学成分的详细信息,由于称为硅酸盐的矿物质在大气中形成细尘,因此大气呈现红色。

该团队认为,该图像显示了詹姆斯韦伯望远镜强大的红外凝视如何捕捉太阳系以外的更多世界,为未来的观测指明了道路,这些观测将揭示比以往任何时候都更多的关于系外行星系统的信息。

由于这颗行星距其主恒星的距离大约是地球距太阳的 100 倍,因此它与恒星的距离足够远,韦伯可以将行星与图像中的恒星分开。 JWST 的近红外相机 (NIRCam) 和中红外仪器 (MIRI) 都配备了日冕仪,这是一组可以阻挡星光的微型面罩,使韦伯能够直接拍摄某些像这样的系外行星的图像。

“JWST 日冕仪在抑制主星光线方面的效果确实令人印象深刻,”欣克利说。