MagAO-X 突破極限：捕捉行星誕生的驚人影像

天文學家利用最先進的自適應光學儀器 MagAO-X，成功捕捉到環繞恆星 PDS 70 的年輕行星的驚人影像。這些「嬰兒行星」周圍環繞著可能形成衛星的塵埃環，為我們提供了罕見的行星演化觀察機會。我們的太陽系已有超過 45 億年的歷史，被視為中年。其早期的影像早已消失在時間長河中。然而，亞利桑那大學的天文學家透過先進的自適應光學技術，首次捕捉到了行星誕生初期的影像。

研究團隊使用 Magellan 自適應光學極端儀器（MagAO-X）觀察了兩顆環繞 PDS 70 的年輕行星。PDS 70 是一顆位於半人馬座、距離地球 370 光年的 500 萬年恆星。這項研究發表在《天文學期刊》上，首次揭示了這些嬰兒行星周圍的緊密塵埃環，這些物質可能最終形成衛星。研究人員還發現了行星亮度的劇烈變化，這表明該系統在早期經歷了混亂的過程。

MagAO-X 透過快速變形的鏡片來校正大氣扭曲，實現了驚人的清晰度，這類似於降噪耳機過濾背景噪音的原理。這項技術的突破，使得影像解析度超越了包括哈伯太空望遠鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在內的太空望遠鏡。

MagAO-X 與智利拉斯坎帕納斯天文臺的 6.5 米麥哲倫望遠鏡配合使用，作為自適應光學系統，校正了阻礙天文觀測的大氣湍流。這套系統有效地消除了星星的閃爍，使望遠鏡能夠拍攝到媲美光學太空望遠鏡的影像。研究人員表示，這項技術的解析度極高，相當於從鳳凰城到土桑的距離，能夠分辨出手中拿的是一枚還是兩枚硬幣。

天文學家認為，我們的太陽系在早期可能類似於 PDS 70 行星系統的縮小版。這顆恆星被一個巨大的氣體和塵埃盤所包圍，有趣的是，這個盤中有一個巨大的無塵間隙，暗示著行星的存在。研究人員解釋，這些行星像掃帚或吸塵器一樣，將塵埃掃開，形成了我們觀察到的巨大間隙。

嬰兒行星（原行星）非常罕見，在 5000 顆已確認的系外行星中，PDS 70 的行星 b 和 c 是唯一已知的原行星。研究團隊表示，拍攝更清晰的原行星及其周圍塵埃的影像，對於理解行星及其衛星的形成至關重要。儘管 PDS 70 的行星質量已超過木星數倍，但它們只有約 500 萬年的歷史，這意味著它們仍在成長中。

MagAO-X 的清晰影像首次揭示了年輕行星亮度的劇烈變化。研究人員觀察到其中一顆行星（PDS 70 b）在短短三年內亮度減弱至原來的五分之一，而另一顆行星（PDS 70 c）的亮度則翻倍。這種亮度的快速變化可能與流入行星的氫氣量變化有關。研究人員形容，其中一顆行星突然「節食」，而另一顆則在「大快朵頤」氫氣。

科學家們尚未完全確定這種劇烈變化的具體原因。研究團隊將繼續利用 MagAO-X 尋找其他年輕恆星周圍的原行星。研究人員表示，雖然發現這些原行星在技術上仍處於極限，但隨著技術的進步，我們應該能在不久的將來發現更多類似的系統。

MagAO-X 首席研究員 Jared Males 表示，這項研究展示了地面望遠鏡進行此類觀測的潛力。他強調，我們可以在地面上建造比太空更大的望遠鏡，這項成果顯示了建造下一代更大望遠鏡並配備像 MagAO-X 這樣的儀器的重要性。

這項研究由 NASA 系外行星研究計劃資助，MagAO-X 則得到了美國國家科學基金會和 Heising-Simons 基金會的支援。