天文學家發現了環繞距離地球約 63 光年恆星「繪架座β(Beta Pictoris)」的第三顆行星 Beta Pictoris d。這顆行星比同系統中被發現的第一顆行星暗了 100 倍,也是目前使用地面望遠鏡直接成像所拍攝到最暗、質量最小的系外行星之一。雖然它直到今年才正式確認,但其實是研究人員回頭檢視歷史觀測資料後意外發現,早在 11 年前它就已經出現在望遠鏡影像中,只是因為太過昏暗,一直未被辨識出來,彷彿與天文學家玩了十多年的躲貓貓。
研究團隊是在橫跨十多年的歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(VLT)歷史觀測資料中找到它的身影,這是一項意外的發現。原本研究團隊只是想重新研究系統中已知的第一顆行星(Beta Pictoris b),看看它隨時間如何變化。然而,當分析影像時,卻發現了一個與已知行星分離的微弱光點,這讓研究方向完全改變。為了確認這項發現,研究人員進一步檢視歷史觀測資料庫,結果在多張最早可追溯至 11 年前的影像中都找到了這顆新發現的行星。而另一組研究團隊也利用詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(JWST)獨立發現了同一顆行星,兩項研究成果皆同步發表。所謂直接成像,是指像拍攝照片一樣直接記錄天體發出的光線,但這項技術通常只適用於亮度足夠高、能夠從極為明亮的母恆星旁辨識出來的行星。因此,成功直接拍攝到極為昏暗的行星,是一項重要的技術突破。一般而言,要確認一顆新行星的存在,通常需要額外的後續觀測,不過 Beta Pictoris 系統早已受到廣泛研究,因此 VLT 與 JWST 的科學資料庫中累積了大量觀測影像,也讓這顆第三行星得以從歷史資料中被重新找回。
新發現的 Beta Pictoris d 與系統中的另外兩顆行星一樣,都是類似木星或土星的氣體巨行星,但它的軌道比 Beta Pictoris b 和 Beta Pictoris c 更遠,質量僅約為木星的 2.4 倍,遠低於前兩顆約 10 倍木星質量的行星。由於它溫度較低,因此亮度極為微弱,也成為目前地面望遠鏡直接成像所拍攝到質量最小的系外行星之一。距離地球約 63 光年的 Beta Pictoris,如今成為繼 HR 8799 之後,第二個成功以直接成像方式拍攝到三顆以上系外行星的系統。研究團隊指出,這類擁有多顆可直接成像行星的系統十分珍貴,因為能比較同一形成環境下各行星的差異。Beta Pictoris d 的質量與軌道位置,也正好能解釋環繞母恆星殘骸盤的特殊形狀,顯示它正是天文學家長久以來尋找的關鍵拼圖。
這次從歷史觀測資料中找回這顆「消失的行星」,也鼓舞了天文學家持續搜尋其他可能「藏在眼前」卻尚未被辨識出的暗弱系外行星。研究團隊認為,ESO 與 JWST 的科學資料庫中,可能仍藏有更多等待發現的新世界,未來更可望藉由即將啟用、口徑 39 公尺的極大望遠鏡,以及新一代觀測儀器,揭露更多質量更小、更加昏暗的系外行星。







