北京
一项新发现挑战了天文学家寻找行星的方式。过去，直接拍下行星照片是发现系外行星最直观的手段，但美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜最近展示了一条新路径——不用看见行星本身，而是捕捉它大气层留下的独特化学指纹。
这颗新发现的行星名为绘架座β d，藏身于绘架座β恒星系统中。这个系统距离地球63光年，年龄仅2300万年左右，是银河系里天文学家研究得最透彻的行星系统之一。它此前已拥有两颗已知的巨型行星：绘架座β b是首批被直接拍摄到的系外行星之一，绘架座β c随后也被确认。绘架座β d的加入，让这个系统成为人类已知第二个包含至少三颗被直接成像行星的系统。
但绘架座β d的发现过程，与它的两位"前辈"截然不同。加州大学圣迭戈分校博士后研究员、新研究第一作者艾丹·吉布斯描述了那个意外时刻："我们不是在寻找新行星。我们当时正试图理解一颗已知存在的行星，然后这个信号突然出现在数据里，出现在我们没预料到的地方。"
研究团队当时正在用韦伯望远镜的近红外光谱仪研究绘架座β b的大气层。他们启用了光谱仪的积分场单元，这个设备能从图像每个像素中同时获取图像和光谱数据。原本期待看到的是尘埃反射光形成的平滑光谱，数据中却出现了一系列吸收峰和吸收谷。这是一氧化碳吸收线的独特模式，铺展开如同条形码，正是巨型行星大气层的预期特征。
光谱学不仅能揭示化学成分，还能捕捉物体的运动信息。团队从数据中提取出了行星的径向速度，由此推算出它的运动速度、位置和轨道参数。估算显示，绘架座β d的质量至少是木星的两倍，在三颗已知巨型行星中个头最小。模型表明它围绕恒星运行的轨道半径约30个天文单位，相当于太阳系中海王星所处的位置。这是三颗行星中最宽的轨道，但仍处于恒星周围碎片盘的内侧边缘之内。
"这项发现为这个已经极其迷人的行星系统增添了新的一块拼图，"吉布斯表示，"绘架座β长期充当着我们理解行星系统如何形成和演化的实验室，现在我们又有一颗行星帮助讲述这个故事。"这项研究于周三发表于《天体物理学杂志快报》。绘架座β系统提供了一个罕见窗口，让天文学家得以观察新生行星与它们形成后残留的尘埃碎片盘之间的相互作用，而化学指纹探测方法的成功应用，预示着搜索系外世界的方式正在发生转变。
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