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科學家取得重大發現,人類首次目睹一顆行星的誕生

據每日郵報報道,歐洲南方天文台(ESO)的天文學家們正在智利帕瑞納天文台,利用甚大望遠鏡(VLT)探測宇宙的深處,7月2日,通過VLT的高對比度光譜偏振法系外行星搜索儀(SPHERE),成功捕獲到一顆行星的形成過程圖像,這是人類第一次親眼見證一顆行星的誕生!

天文學家們發現的這顆行星誕生於一顆年輕的恆星——PDS 70的氣團以及周圍的塵埃。2012年,天文學家發現了這顆恆星周圍的一個巨大的空隙。現在可以看到一顆年輕的行星在這個塵埃盤中分割出來,而創造出這樣一個缺口。

人類第一次見證行星誕生 By ESO

上面這幅壯觀的圖像來自於ESO甚大望遠鏡的SPHERE搜索儀,這是一顆行星在出生時被捕捉到的第一張清晰的圖像。

SPHERE搜索儀還使團隊能夠測量不同波長的行星亮度,從而推斷出大氣的特性。

在新觀測中,這顆行星非常顯眼,在圖像的黑色中心右邊可見一個亮點。它距中心大約三十億公里,大致相當於天王星和太陽之間的距離。分析表明這顆PDS70B行星是一個巨大的氣體行星,質量是木星的好幾倍。行星表面的溫度大約是1000攝氏度,使它比我們太陽系中的任何行星都熱得多。

位於智利阿塔卡馬沙漠的歐南台甚大望遠鏡

圖像中心的暗區是由一個冕座,一個遮擋中心恆星的眩光的遮罩,因而使得天文學家可以觀測到它的微弱的圓盤和行星伴侶。沒有這個遮罩,來自這顆行星的微弱光將被PDS70恆星的強烈光照完全淹沒。

為了探測到明亮恆星旁行星微弱的信號,天文學家使用了一種從地球自轉中受益的複雜方法。在這種觀測模式下,SPHERE連續拍攝數小時的恆星圖像,同時保持儀器儘可能穩定。因此,行星似乎緩慢旋轉,改變其相對於恆星的位置。使用精細的數值演算法,然後將單個圖像以這樣的方式組合在一起,即在觀察過程中看起來不移動的圖像的所有部分,例如來自恆星本身的信號被過濾。這樣只留下那些明顯移動的行星——使行星可見。

ESO的甚大望遠鏡VLT由4架望遠鏡組成


歐南台的甚大望遠鏡有何能耐?

甚大望遠鏡(Very Large Telescope,縮寫為VLT)由安放在智利海拔2632米的色洛·帕瑞那頂端的4架同樣的8.2米望遠鏡組成,其主鏡面重22噸,但它的厚度僅18厘米。這裡是智利阿塔卡馬沙漠,是地球上最乾燥的地區之一,非常適合天文觀測。

VLT的4台望遠鏡既可以單獨使用,也可以組成光學干涉儀進行高解析度觀測。 作為干涉儀工作時,甚大望遠鏡將具有相當於口徑16米的望遠鏡的聚光能力和口徑130米的望遠鏡的角分辨本領 。

位於甚大望遠鏡3號望遠鏡的SPHERE

這次重大發現的SPHERE又是什麼?

SPHERE全稱「高對比度光譜偏振法系外行星搜索儀」,安裝在VLT的3號望遠鏡上(有效口徑8.2米),由法國格勒諾布爾行星學和天體物理研究所領銜的多個研究機構共同設計和製造,採用了多種最先進的技術:

1.     自適應光學技術(AdoptiveOptics):可以補償大氣湍流等因素造成的波前畸變,改善成像質量;

2.     星冕儀(coronagraph):類似日冕儀,通過遮蔽來自行星宿主恆星的強光,以增強行星的反射光,提高對比度;

3.     差分圖像技術(differential image):根據恆星和行星光的顏色和偏振的不同,進一步提升其差別),以期獲得最高的圖像對比度,甚至直接給系外行星拍照,進而通過這些增強了對比度的圖像來儘可能多地發現系外行星。

人類一直在探索宇宙的奧秘,尋找星球是如何誕生。這次ESO的SPHERE捕捉到這顆遙遠行星的誕生照,讓我們可以第一次親眼所見行星的出生,意義非凡!

首次見證行星的誕生,作為宇宙中渺小的我們,你有什麼感受?

作者:望萌,審核:於新陽,更多精彩請看

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