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翻譯：蔡賀菁

校對：王婧彧 申振宇

審閱：李宜驊

美編：毫秒

原文鏈接：https://phys.org/news/2025-08-evidence-planet-closest-sun-star.html

這幅藝術(shù)家概念圖展示了圍繞半人馬座α星A運行的氣態(tài)巨行星可能的樣子。利用NASA的韋伯望遠鏡對半人馬座α星三星系統(tǒng)進行的觀測表明，這顆潛在的氣態(tài)巨行星質(zhì)量與土星相當，繞恒星運行的軌道距離大約是太陽與地球之間距離的兩倍。在這幅概念圖中，半人馬座α星A位于行星的左上方，而該系統(tǒng)中的另一顆類太陽恒星半人馬座α星B則位于右上方。我們的太陽被描繪成這兩顆恒星之間的一個小光點。

來源：NASA、ESA、CSA、STScI、R. Hurt（加州理工學院/IPAC）

天文學家利用NASA的韋伯太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)了強有力的證據(jù)，證明有一顆行星圍繞著距離我們太陽最近的三星系統(tǒng)中的恒星運行。距離地球僅4光年的半人馬座α恒星系長期以來是尋找太陽系外行星時引人注目的目標。

該系統(tǒng)由距離地球最近的兩顆類太陽恒星——即半人馬座α星A和半人馬座α星B，以及一顆暗的紅矮星半人馬座比鄰星組成。雖然已確認有三顆行星環(huán)繞半人馬座比鄰星運行，但確認圍繞半人馬座α星A和半人馬座α星B這兩顆類太陽恒星運行的其他天體卻面臨挑戰(zhàn)。

目前，韋伯太空望遠鏡的中紅外儀器（MIRI）的觀測結(jié)果提供了迄今為止最有力證據(jù)，表明一顆氣態(tài)巨行星正圍繞半人馬座α星A的宜居帶運行。（MIRI儀器部分由噴氣推進實驗室（JPL）研發(fā)，該實驗室由加州理工學院（Caltech）為 NASA管理）。 宜居帶是指恒星周圍溫度可能適宜液態(tài)水在行星表面聚集的區(qū)域。

如果得到證實，這顆行星將成為圍繞類太陽恒星運行且位于宜居帶內(nèi)的行星中距離地球最近的天體。然而，由于這顆候選行星是一顆氣態(tài)巨行星，科學家表示它可能不支持我們所知的生命形式。

研究成果發(fā)表在《天體物理學雜志通訊》的兩篇論文中。該研究由加州理工學院研究生阿尼凱特·桑吉與加州理工學院IPAC天文中心NASA系外行星科學研究所執(zhí)行主任、噴氣推進實驗室高級科學家查爾斯（查斯）·貝克曼共同領(lǐng)導。桑吉與他的導師兼研究合著者迪米特里·馬韋特、加州理工學院天文學的大衛(wèi)·莫里斯羅教授教授以及一位噴氣推進實驗室高級研究科學家共同參與了該項目。兩篇論文均可在arXiv預印本服務器上獲取。

對半人馬座α星三星系統(tǒng)的觀測：從左至右，地面上的數(shù)字化天空調(diào)查顯示三顆恒星都是一個光源； NASA的哈勃望遠鏡分辨出兩顆類似太陽的恒星；NASA的韋伯望遠鏡上的MIRI儀器阻擋了一顆恒星的明亮光芒，揭示了一顆潛在行星的存在。

來源：NASA、ESA、CSA、阿尼凱特·桑吉（加州理工學院）、查斯·貝克曼（NExScI，NASA/JPL-加州理工學院）、迪米特里·馬韋特（加州理工學院）、約瑟夫·德帕斯夸萊（STScI）

“由于這個系統(tǒng)離我們?nèi)绱酥魏伟l(fā)現(xiàn)的系外行星都將為我們提供最佳機會，以收集關(guān)于其他行星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。然而，即使使用世界上最強大的空間望遠鏡，這些觀測任務都及其困難，因為這些恒星非常明亮、距離很近，并且在天空中移動得非?？?，”貝奇曼說。

該團隊對該系統(tǒng)的首次觀測于2024年8月進行，使用了MIRI上的一種名為日冕儀掩模的設(shè)備。這些掩?？勺钃鹾阈堑囊?，從而實現(xiàn)對圍繞其運行的更暗的行星的直接成像。行星離其恒星越近，成像難度就越大。盡管此前已有數(shù)十顆行星被直接成像，但若該候選行星得到確認，它將成為迄今為止成像距離其宿主恒星最近的行星，其與恒星的距離為太陽與地球距離的兩倍，即兩個天文單位。

更重要的是，這顆候選行星將是首顆被觀測到圍繞一顆與太陽同齡且溫度相同的恒星運行的行星。

另一個挑戰(zhàn)是半人馬座α星A的伴星半人馬座α星B距離過近，其強光也可能掩蓋軌道行星的微弱信號。

最終，研究團隊成功剔除兩顆恒星的光線，揭示出一顆亮度比半人馬座α星A暗淡超過1萬倍的候選行星，該行星位于半人馬座α星A的宜居帶內(nèi)。

NASA的韋伯太空望遠鏡拍攝的三張逐漸放大的圖像，展示了在半人馬座α星三星系統(tǒng)中一顆可能存在的行星。通過在該系統(tǒng)中的一顆類太陽恒星上放置一個日冕儀遮光罩，阻擋了其明亮的光芒（中間圖像），而進一步消除光線干擾（右側(cè)圖像）則揭示了這顆候選行星。

來源：NASA、ESA、CSA、阿尼凱特·桑吉（加州理工學院）、查斯·貝克曼（NExScI，NASA/JPL-加州理工學院）、迪米特里·馬韋特（加州理工學院）、約瑟夫·德帕斯夸萊（STScI）

“這些觀測工作相當具有挑戰(zhàn)性，但由于這是距離地球最近的恒星系統(tǒng)，因此更容易觀測到如此靠近其恒星的行星，”貝奇曼說?！跋乱粋€距離地球最近的類太陽恒星——半人馬座τ星（距離地球約12光年）——即使使用韋伯望遠鏡，觀測起來也會困難得多?！?/p>

根據(jù)中紅外觀測中行星的亮度，研究人員表示，這可能是一顆質(zhì)量約為土星的巨行星，正以橢圓軌道圍繞半人馬座α星A運行。貝奇曼指出，“這顆候選巨行星的橢圓軌道覆蓋了半人馬座α星A大部分的宜居帶，因此較小的巖石行星很難在該區(qū)域生存?！?/p>

后續(xù)的韋伯望遠鏡觀測并未發(fā)現(xiàn)該行星的跡象；研究團隊的計算機模擬表明，該行星在其軌道上可能離恒星太近，因此在后續(xù)圖像中無法被探測到。未來使用韋伯望遠鏡進行的觀測，以及美國宇航局即將發(fā)射的南?！じ窭俳z·羅曼空間望遠鏡（計劃于2027年5月前發(fā)射），應能獲取更多關(guān)于該候選行星的信息。

“如果得到證實，韋伯望遠鏡拍攝的半人馬座A恒星圖像中發(fā)現(xiàn)的潛在行星將標志著系外行星成像研究的新里程碑，”桑吉說。

“在所有直接成像的行星中，這是迄今為止距離其恒星最近的一顆。它的溫度和年齡與我們太陽系中的巨行星最為相似，且距離我們的家園地球最近，”他說，“它存在于兩顆緊密相鄰的恒星系統(tǒng)中，這將挑戰(zhàn)我們對行星如何在混亂環(huán)境中形成、生存和演化的理解。”

責任編輯：楊伯順

牧夫新媒體編輯部

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