韋伯望遠鏡直擊兩顆年輕恆星周圍的多顆巨型系外行星

天文學家利用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡上的近紅外相機（NIRCam），成功捕捉到HR 8799和51 Eridani行星系統的日冕影象。這些觀測揭示了環繞HR 8799的四顆已知氣態巨行星，以及51 Eridani周圍的一顆行星。此外，研究還發現HR 8799的所有行星都富含二氧化碳。

HR 8799是一顆年齡約3000萬年的恆星，位於飛馬座，距離地球約129光年。這顆恆星擁有一個巨大的碎片盤和四顆超級木星：HR 8799b、c、d和e。與大多數系外行星的發現不同，這些行星可以透過地面望遠鏡直接觀測到。

約翰霍普金斯大學的天文學家威廉·巴爾默表示：「透過發現強烈的二氧化碳特徵，我們證明瞭這些行星的大氣中含有大量的重元素，如碳、氧和鐵。考慮到它們所環繞的恆星，這可能意味著這些行星是透過核心吸積形成的，這對於我們能夠直接觀測到的行星來說是一個令人興奮的結論。」

由於這些行星在形成過程中經歷了劇烈的變化，它們仍然散發著大量的紅外光，這為科學家提供了有關它們形成過程的寶貴資料。

巨型行星的形成有兩種方式：一種是像我們太陽系中的巨行星一樣，透過緩慢積累固體核心並吸引氣體；另一種是當氣體粒子從年輕恆星的冷卻盤中迅速凝聚成巨大的物體，這些盤主要由與恆星相同的物質組成。第一種過程稱為核心吸積，第二種稱為盤不穩定性。

瞭解哪種形成模型更常見，可以為科學家提供線索，以區分他們在其他系統中發現的行星型別。巴爾默博士表示：「我們希望透過這類研究來理解我們自己的太陽系、生命以及我們自己，以便在與其他系外行星系統的比較中，將我們的存在置於背景中。我們希望拍攝其他太陽系的照片，看看它們與我們的相似或不同之處。從那裡，我們可以試圖瞭解我們的太陽繫到底有多奇怪——或者有多正常。」

51 Eridani位於波江座，距離地球約97光年。這顆恆星也被稱為51 Eri、c Eridani或HD 29391，年齡僅2000萬年，在天文學標準中還只是個嬰兒。它擁有一顆巨大的行星51 Eridani b，這顆行星以約13天文單位（AU）的距離環繞恆星執行，相當於位於我們太陽系中土星和天王星之間的位置。

HR 8799和51 Eridani的影象得益於韋伯望遠鏡的NIRCam日冕儀，這種技術可以阻擋來自明亮恆星的光線，從而揭示原本隱藏的行星。這項技術使天文學家能夠尋找行星發出的紅外光，這些光在特定波長下被氣體吸收。他們發現，HR 8799的四顆行星含有比之前認為更多的重元素。

太空望遠鏡科學研究所的天文學家勞倫特·普約博士表示：「我們有其他證據表明，這四顆HR 8799行星是透過這種自下而上的方式形成的。對於我們能夠直接成像的行星來說，這種情況有多普遍？我們還不知道，但我們正在提議進行更多的韋伯觀測來回答這個問題。」

同樣來自太空望遠鏡科學研究所的雷米·蘇默博士補充道：「我們知道韋伯可以測量直接成像系統中外行星的顏色。我們已經等待了10年，以確認我們對望遠鏡的精細操作也能讓我們觀測到內行星。現在結果出來了，我們可以用它來進行有趣的科學研究。」

這些研究成果已發表在《天文學期刊》上。

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William O. Balmer et al. 2025. JWST-TST High Contrast: Living on the Wedge, or, NIRCam Bar Coronagraphy Reveals CO₂ in the HR 8799 and 51 Eri Exoplanets' Atmospheres. AJ 169, 209; doi: 10.3847/1538-3881/adb1c6