发现第三颗原行星

　　高清169142系统的图像显示了正在形成的行星HD 169142 b（大约11点钟位置）的信号，以及行星与其所在圆盘之间的动态相互作用产生的明亮螺旋臂。来自恒星的信号比行星亮100万倍，被光学元件和图像处理（图像中心的掩模）的组合减去。不同时间的观测表明，随着时间的推移，这颗行星在其轨道上前进。使用ESO的VLT / SPHERE仪器获得的图像。学分：V.Chrisitaens / ULiège

　　来自列日大学（比利时）和莫纳什大学（澳大利亚）的一个国际研究小组刚刚公布了欧洲南方天文台（ESO）SPHERE仪器数据的分析结果，该仪器证实了一颗新的原行星。这一结果是由列日大学PSILab开发的先进图像处理工具实现的。

　　该研究发表在《皇家天文学会月刊：快报》上。

　　行星是由新生恒星周围圆盘中的物质团块形成的。当行星仍在形成时，即当它仍在收集物质时，它被称为原行星。迄今为止，只有两颗原行星被明确地确定为PDS 70 b和c，它们都围绕恒星PDS 70运行。这个数字现在已经增加到三个，在HD 169142周围的气体和尘埃盘中发现了一颗原行星，HD 169142是一颗距离我们太阳系374光年的恒星。

　　“我们使用了欧洲南方天文台（ESO）超大望远镜（VLT）在恒星HD 169142上获得的SPHERE仪器的观测结果，该望远镜在2015年至2019年期间被观测了几次，”莫纳什大学（澳大利亚）的研究员Iain Hammond解释说，他在ULiège学习，作为博士论文的一部分。

　　“由于我们预计行星在形成时会很热，望远镜拍摄了HD 169142的红外图像，以寻找它们形成的热特征。有了这些数据，我们能够确认一颗行星HD 169142 b的存在，距离它的恒星大约37天文单位（37个天文单位，或从地球到太阳的距离的37倍） - 略远于海王星的轨道。

　　早在2019年，由R. Gratton领导的一组研究人员此前曾假设，在他们的图像中看到的紧凑来源可以追踪原行星。这项新研究通过重新分析他们研究中使用的数据以及纳入更高质量的新观察结果证实了这一假设。

　　在2015年至2019年期间使用VLT的SPHERE仪器获得的不同图像揭示了一个紧凑的源，该源正在随着时间的推移而移动，就像一颗距离其恒星37个天文单位的行星一样。使用SPHERE仪器获得的所有数据集均使用列日大学PSILab团队开发的最先进的图像处理工具进行分析。

　　“我们研究中考虑的最后一个数据集是在2019年获得的，对于确认行星的运动至关重要，”列日大学PSILab研究员Valentin Christiaens解释说。“这个数据集直到现在才公布。

　　新图像还证实，正如模型所预测的那样，这颗行星一定在圆盘上雕刻了一个环形间隙。这个间隙在盘的偏振光观测中清晰可见。“在红外线中，我们还可以看到圆盘中的一个螺旋臂，由行星引起并在其尾迹中可见，这表明其他包含螺旋的原行星盘也可能拥有尚未发现的行星，”哈蒙德说。

　　偏振光图像以及研究小组测量的红外光谱进一步表明，这颗行星被埋藏在从原行星盘吸积的大量尘埃中。这些尘埃可能是环行星盘的形式，一个围绕行星本身形成的小圆盘，而行星本身又可以形成卫星。这一重要发现表明，即使在行星形成的早期阶段，通过直接成像探测行星也是可能的。

　　“在过去十年中，在对正在形成的行星的探测中存在许多误报，”Valentin Christiaens说。“除了PDS 70系统的原行星外，其他候选者的地位在科学界仍然激烈争论。原行星HD 169142 b似乎与PDS 70系统的原行星具有不同的性质，这非常有趣。我们似乎在它形成和进化的年轻阶段就捕捉到了它，因为它仍然完全被大量尘埃掩埋或包围。

　　鉴于迄今为止确认形成的行星数量很少，这一来源的发现及其后续应该让我们更好地了解行星，特别是木星等巨型行星是如何形成的。

　　原行星的进一步表征和独立确认可以通过詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的未来观测获得。JWST对红外光的高灵敏度确实应该使研究人员能够检测地球周围热尘埃的热辐射。

　　更多信息：伊恩·哈蒙德等人，间隙雕刻原行星 HD 的确认和开普勒运动 169142 b，皇家天文学会月刊：信件（2023 年）。DOI： 10.1093/mnrasl/slad027

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