随着系外行星探测数量突破6000颗并持续增加,天文学界已识别出多种不同的行星系统结构。研究人员普遍认为,要理解这些结构如何形成,关键在于捕捉围绕极年轻恒星诞生的“幼年行星”。2025年,一支天文学家团队曾报告在一颗非常年轻的类太阳恒星周围发现一颗质量约为木星五倍的行星。
WISPIT 2是上述发现所涉及的宿主恒星,距离地球约437光年,质量约为1.08个太阳质量。该恒星年龄约500万年,尚未进入主序星阶段,仍处于原行星盘与行星形成活跃期,因此被研究人员视为理解太阳系早期演化的有价值参照。
此前在WISPIT 2周围发现的行星按惯例命名为WISPIT 2-b。该行星由甚大望远镜(VLT)及其光谱偏振高对比度系外行星研究仪器(SPHERE)探测,并实现直接成像;相关图像曾入选欧洲南方天文台(ESO)的“本周图片”。

最新进展来自一项发表在《天体物理学杂志快报》的研究《年轻嵌入原行星WISPIT 2c的直接光谱确认》。论文第一作者为戈尔韦大学天文中心与瑞安研究所博士生Chloe Lawlor。研究团队在同一系统中确认了第二颗行星WISPIT 2c,并对其性质进行了描述。
论文指出,WISPIT 2的原行星盘呈多环结构。此前已确认的一颗气态巨行星质量约为4.9个木星质量,位于盘中一个巨大间隙内,该间隙半径约57天文单位、宽约60天文单位。新确认的WISPIT 2c距离恒星更近,作者给出的参数范围为:质量约8至12个木星质量,径向距离约14天文单位。
研究标题所称“直接光谱确认”,指研究人员结合VLT/SPHERE与甚大干涉仪(VLTI)上的GRAVITY仪器开展观测。研究团队表示,系外行星在观测数据中有时仅表现为异常信号,且背景恒星可能造成混淆,因此直接光谱确认对于排除误判、约束行星物理模型并获取组成等信息具有重要意义。

研究人员在相关表述中强调,WISPIT 2与太阳在性质上的相似性提升了该系统的研究价值。Lawlor在新闻稿中称,WISPIT 2“是迄今为止我们对自身过去的最佳观察窗口”。
在行星形成的直接观测案例方面,WISPIT 2成为继PDS 70之后第二个被观测到有两颗系外行星正在其恒星周围形成的系统。PDS 70是一颗距离约370光年的年轻T-盾牌星,已确认两颗行星并另有一颗未确认候选体。论文写道,PDS 70曾因其已确认行星而在早期行星形成研究中占据突出位置,而WISPIT 2为研究多行星系统在诞生盘中的形成与早期演化提供了第二个“实验室”。
研究团队同时指出,WISPIT 2的环与间隙结构更为广泛且分辨更清晰。Lawlor表示,这些结构暗示可能还有更多行星正在形成。戈尔韦大学研究员、论文合著者Christian Ginski称,WISPIT 2不仅有助于观察单颗行星的形成,也有助于研究整个行星系统的形成过程。

在观测能力方面,合著者、荷兰莱顿天文台博士生Richelle van Capelleveen表示,此次对新形成天体的探测展示了现有仪器的潜力。德国马克斯·普朗克系外天体物理研究所研究员、合著者Guillaume Bourdarot则指出,研究依赖GRAVITY+的最新升级,否则难以如此清晰地探测到靠近恒星的行星;GRAVITY+提升了对更暗淡、更远目标的成像能力。
研究人员还提到,WISPIT 2的原行星盘中存在更远处的间隙,而已发现的两颗行星均位于盘的间隙内。Lawlor表示,团队怀疑可能存在第三颗行星正在开辟该更远间隙,且其质量可能与土星相当,因为该间隙更窄、更浅。Ginski补充称,借助ESO即将启用的极大望远镜(ELT),或许有机会对该行星进行直接成像。ELT主镜口径为39米,预计于2029年3月首次观测。
论文总结称,尽管现有数据仍有限,但这些结果使研究更接近于将行星形成的初始条件与行星系统最终结构建立直接联系。研究还提到,PDS 70与WISPIT 2的轨道间距可能暗示巨行星形成存在某种“适宜带”,但目前仍不明确。
