天文学家直接成像两颗原行星 揭示年轻恒星WISPIT 2行星系统成形过程

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利用欧洲南方天文台(ESO)位于智利的甚大望远镜(VLT)及VLT干涉仪(VLTI),国际天文学团队在一颗名为 WISPIT 2 的年轻恒星周围,直接观测到两颗正在形成的气态巨行星,从其环绕恒星的尘埃与气体盘中“浮现”。研究团队称,这一结果为行星系统如何在原行星盘中逐步成形提供了目前最清晰的观测之一。

据介绍,VLT获取的图像显示,WISPIT 2 周围存在一个结构清晰的行星形成盘,其间分布着多个由物质缺失勾勒出的间隙和环状结构。研究人员指出,这些特征表明盘中可能正在组装多个行星天体。

爱尔兰戈尔韦大学博士生 Chloe Lawlor 表示,WISPIT 2 为研究类似太阳系早期阶段提供了重要线索。她称,该系统是“迄今为止我们对自身过去的最佳观察窗口”之一。同校的 Christian Ginski 博士则指出,WISPIT 2 不仅有助于研究单个行星的形成过程,也为理解整个行星系统如何搭建提供了关键观测平台。研究团队希望借助此类观测,更好地了解年轻行星系统如何演化为类似太阳系的成熟结构。

此前,科研人员已在 WISPIT 2 系统中发现第一颗原行星,其质量约为木星的五倍。这颗行星被命名为 WISPIT 2b,绕恒星运行的轨道距离约为地球与太阳距离的 60 倍。

莱顿天文台博士生 Richelle van Capelleveen 称,这一新生行星的探测展示了现有观测设备在直接成像年轻行星方面的能力。随后,研究团队在更靠近恒星的位置发现了另一处信号,并通过 VLT 和 VLTI 的联合观测确认其为第二颗行星。

新确认的行星被命名为 WISPIT 2c,其轨道距离约为 WISPIT 2b 的四分之一,质量则约为 WISPIT 2b 的两倍。两颗行星均被归类为气态巨行星,在性质上与太阳系外侧的巨行星相似。

为确认 WISPIT 2c 的行星属性,研究人员首先使用安装在 VLT 上的高对比成像仪器 SPHERE 进行观测,随后借助 VLTI 上的 GRAVITY+ 仪器对该天体进行进一步确认。马克斯·普朗克系外物理研究所的 Guillaume Bourdarot 博士表示,研究依托的是近期升级后的 GRAVITY+,这一升级使得团队能够在靠近恒星的区域更清晰地探测到行星信号。

观测结果显示,两颗行星均位于 WISPIT 2 周围尘埃和气体盘中的明显间隙内。研究人员解释,这些间隙与行星的成长过程相关:盘中的固体颗粒逐渐聚集,在自身引力作用下吸积更多物质,形成行星胚胎,并在轨道附近清理出物质相对稀疏的区域。每个间隙外侧残留的物质则在盘中形成独特的尘埃环。

除承载 WISPIT 2b 和 WISPIT 2c 的两个间隙外,团队还在更远处识别出至少一个更窄、更浅的间隙结构。Lawlor 表示,研究人员怀疑该间隙可能由第三颗行星开辟,其质量或与土星相当,但目前这一推测仍有待进一步观测验证。

相关研究成果已发表于《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)。论文题为《年轻嵌入式原行星 WISPIT 2c 的直接光谱确认》(Direct Spectroscopic Confirmation of the Young Embedded Protoplanet WISPIT 2c),作者为 Chloe Lawlor 等,发表于 2026 年,卷号 1000,文章编号 L38,DOI 为 10.3847/2041-8213/ae4b3b。


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