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正文摘要:

NASA发布了詹姆斯.韦伯太空望远镜拍摄的系外行星HIP 65426b照片，这是韦伯望远镜首次直接拍摄到的系外行星图像，它距离地球356光年。系外行星通常不发光，无法用望远镜直接观测到，要发现它们都很难，韦伯望远镜又是如何对它直接成像的？HIP 65426b作为韦伯望远镜拍摄到的首个系外行星，又有什么特殊之处，它适合人类居住吗？但一方面我们要发现地外文明，一方面还要为人类寻找第二个家园，所以对系外行星观测是走向星辰大海的必经之路。要确定恒星附近是否存在行星，最常用的是凌日法。行星经过恒星周围时，会遮挡住一部分恒星光芒，使恒星的亮度下降。在这个温度下，可以极大减少自身红外光对观测的影响。太阳系外行星直接图像曝光究竟是怎么一回事，跟随小编一起看看吧。

史上首次

NASA发布了詹姆斯.韦伯太空望远镜拍摄的系外行星HIP 65426b照片，这是韦伯望远镜首次直接拍摄到的系外行星图像，它距离地球356光年。

系外行星通常不发光，无法用望远镜直接观测到，要发现它们都很难，韦伯望远镜又是如何对它直接成像的？

HIP 65426b作为韦伯望远镜拍摄到的首个系外行星，又有什么特殊之处，它适合人类居住吗？

宇宙广袤而空旷，恒星与恒星之间的距离动辄几十上百光年，在这样的距离下，大部分恒星都会变得暗淡，只有一些大质量距离近的恒星能够用肉眼看到点点星光，而行星本身不会发光，恒星的光芒还会把行星的反射光掩盖住，寻找系外行星可谓是难上加难。

但一方面我们要发现地外文明，一方面还要为人类寻找第二个家园，所以对系外行星观测是走向星辰大海的必经之路。

要确定恒星附近是否存在行星，最常用的是凌日法。

行星经过恒星周围时，会遮挡住一部分恒星光芒，使恒星的亮度下降。持续观测一段时间后，假如亮度的变化是有规律有周期性的，这就说明恒星周围很可能有一颗行星在围绕它运行，不过有时恒星非常亮，即使有行星凌日，也还是会淹没在恒星的光晕中，这时就需要干涉空间卫星来消除掉恒星强力的光晕，从而发现行星。

凌日法虽然简单而常用，但也有一定的局限性：它只能看到和地球处于同一平面上的恒星的行星。

当凌日法不适用时，还可以通过恒星的微弱位移来判断是否有行星存在，在太阳系中，太阳的引力牵扯着八大行星，让行星围绕它周期性的公转，假如行星的质量够大，它的引力也会对太阳产生影响，让太阳存在一个非常小的围绕行星公转的轨道。

两颗天体互相公转时，恒星发出的光谱会出现多普勒频移，依靠这个原理科学家就可以通过长期观测恒星的微弱位移，判断恒星周围有没有行星。

这两种方法看似麻烦，但也是寻找系外行星最简单最直接的方法，既然发现都这么难，韦伯望远镜又是如何对HIP 65426b直接成像呢？

韦伯望远镜并非人类对HIP 65426b的首次观测，早在2017年，智利的欧洲天文台甚大望远镜首次发现了HIP 65426b，但在试图对它进一步了解时，行星发出的红外光被地球大气层阻挡，从而无法获得它的更多细节。

而韦伯望远镜地处拉格朗第二日点的背阳面，在这里太阳的光芒被地球遮挡，韦伯望远镜可以不受太阳影响，更重要的是韦伯望远镜搭载了极度灵敏的中红外探测器（MIRI），MIRI是韦伯成像的主力军，它的工作温度达到了不到7开尔文（零下226℃）。

在这个温度下，可以极大减少自身红外光对观测的影响。因为遥远星系的光芒过于微弱，如果保持仪器正常的温度，那么它自身的红外光就会掩盖住观测对象的光芒，这就像在探照灯下很难发现一个萤火虫。

除此之外，这张照片还要归功于韦伯所搭载的日冕仪，上面我们提到，恒星的发出的强光会掩盖来自系外行星的光，比如HIP 65426b的母恒星强度是它的一万倍，正常情况下，我们几乎不可能直接观测到它。

不过一方面HIP 65426b和母恒星的距离是地日距离的100倍，这帮助了科学家在图像中识别到它，另一方面则是因为日冕仪遮住了遥远的恒星，减少了强光干扰。

如此费尽周折，这颗行星的具体情况如何呢？

在这张照片中，白色五角星就是被日冕仪遮掉的母恒星HIP 65426，而黄橙色的光点即是距离我们356光年的HIP 65426b，它和母恒星的轨道距离大约是地球距离太阳的100倍，这使得它围绕母恒星公转一周需要整整630年的时间。

我们生活在一颗具有45亿年历史的行星上，而HIP 65426b的年龄只有1400万年，是一颗非常年轻的行星，这时的行星尚未冷却，形成时的热量依然在发挥余温，所以它有着极端的高温和亮度。

科学家估测，HIP 65426b的表面温度至少有900摄氏度，而太阳系中距离太阳最近的水星温度也仅仅为427℃。

和地球不同，HIP 65426b是一颗气态行星，和木星类似，虽然它的表面特征在图像中不可见，但科学家认为它看起来可能会像木星一样具有温度和成分变化引起的云带，并且大气中还有因风暴或漩涡引起的斑点。

这样来看，HIP 65426b显然不适合任何生命生存，不过这并不是韦伯望远镜观测它的主要意义，有了第一颗直接成像的系外行星，以后就会有更多，韦伯望远镜的星辰大海之路才刚刚开始。

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并获得了与该行星大气成分有关的数据。

韦布望远镜在不同红外波段上拍摄的HIP 65426 b影像。影像中的五角星是主星的所在位置。韦布使用了“星冕仪”来遮挡主星的强光。近红外波段两张照片（左一、左二）中的条状对称光斑是韦布光学结构产生的眩光，并非实有其物。JWST

以英国埃克塞特大学教授Sasha Hinkley为首的一个国际科学合作团队，近日使用詹姆斯·韦布空间望远镜直接拍到了一颗系外行星的影像。

这颗系外行星名为HIP 65426 b，距地球约355光年，是一颗气体巨行星，质量相当于木星的5至10倍。行星十分年轻，形成时间不会早于1500万年前。

HIP 65426 b最早是在2017年由欧洲南方天文台的甚大望远镜发现的，早期该行星只有短红外波段上的影像。

直接拍摄系外行星极具挑战性。首先该行星与其主星和地球的相对位置排列必须不在一个平面上，否则我们只能用凌星法间接感知它的存在。而即使它所在的位置适合成像，主星明亮的光芒也会淹没行星黯淡的身影。HIP 65426 b主星的亮度比HIP 65426 b要高出上万倍。

虽然不是人类首次直接拍到的系外行星影像，韦布拍摄的HIP 65426b照片由于结合了多个红外波段的数据，包括了与行星大气化学成分有关的宝贵细节。这些细节是地基望远镜无法展现的。受系外行星大气层中硅酸盐矿物成分——亦即悬浮尘埃的影响，系外行星的影像色调通常会偏红。而地球大气层本身所固有的红外辉光会将这些波段上的发射线完全掩盖掉。

能够拍到HIP 65426 b也要感谢这颗行星与其主星相对较远的距离。HIP 65426 b的公转周期大约相当于631个地球年，其与主星的距离，大约相当于地球和太阳距离的100倍。

两者较远的距离使得韦布能够较为容易地将行星和主星加以区分。而韦布的近红外相机和中红外成像设备都装备有“星冕仪（coronagraph）”，能够将恒星的光芒遮挡掉，使其身边行星的黯淡身影显露出来。

韦布望远镜在不同红外波段上拍摄的HIP 65426 b影像。JWST

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