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主譯：清水明澄

校對：遠(yuǎn)山真理

審核：牧夫天文校對組

美編：張一帆

后臺：李子琦

https://subarutelescope.org/jp/results/2025/12/03/3625.html

包括國立天文臺和天體生物學(xué)中心的研究人員在內(nèi)的國際研究團(tuán)隊(duì)，結(jié)合昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡的高清觀測和太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，在之前未被詳細(xì)研究過的恒星周圍新發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)低質(zhì)量天體。這是旨在直接拍攝巨型氣態(tài)行星和褐矮星，并弄清其性質(zhì)的“OASIS（綠洲）”探測計(jì)劃的首個(gè)成果。

■圖1：發(fā)現(xiàn)的巨型氣態(tài)行星HIP 54515 b的圖像。箭頭所示為HIP 54515 b，星形標(biāo)記表示主星（HIP 54515）的位置。虛線代表用于遮擋主星的掩模輪廓。（圖片來源：T. Currie/昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡、德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校）

SCExAO 成像巡天的加速恒星觀測計(jì)劃”）借助歐洲空間局（ESA）蓋亞衛(wèi)星與依巴谷衛(wèi)星的高精度天體測量數(shù)據(jù)，篩選出因未知伴天體引力影響而出現(xiàn)微小運(yùn)動晃動的恒星；隨后利用昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡搭載的極限自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng) SCExAO對這些伴天體進(jìn)行直接拍攝。

計(jì)劃負(fù)責(zé)人塞恩?柯里博士（得克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校）表示，通過 OASIS 計(jì)劃，我們不僅能直接觀測到此前未被納入觀測目標(biāo)的恒星周圍的巨型行星與褐矮星，還能精準(zhǔn)測量其質(zhì)量與軌道參數(shù)。

OASIS 計(jì)劃的首個(gè)發(fā)現(xiàn) ——HIP 54515 b 是一顆質(zhì)量略低于木星 18 倍的巨型氣態(tài)行星，圍繞著一顆質(zhì)量為太陽 2 倍的恒星公轉(zhuǎn)。其公轉(zhuǎn)軌道半徑約為 25 天文單位，與太陽系中海王星的軌道半徑相當(dāng)。該行星系統(tǒng)距離地球約 275 光年，因此 HIP 54515 b 在天球上看起來緊鄰主恒星，其觀測難度已接近當(dāng)前直接成像技術(shù)的極限。

“HIP 54515 b 與主恒星的角距離僅為 0.15 角秒，這相當(dāng)于從 100 公里外觀測一顆棒球。此次觀測離不開 SCExAO 系統(tǒng)提供的超高銳度影像?！?柯里博士解釋道。

HIP 54515 b 的發(fā)現(xiàn)為近年來的一項(xiàng)研究結(jié)論提供了新例證 —— 質(zhì)量大于木星的 “超級木星”，其軌道橢圓度往往略高于質(zhì)量更小的氣態(tài)行星。這一特征暗示，此類行星可能經(jīng)歷了與太陽系氣態(tài)行星略有不同的形成過程。

第二項(xiàng)發(fā)現(xiàn) HIP 71618 B 是一顆圍繞太陽質(zhì)量 2 倍恒星公轉(zhuǎn)的褐矮星。褐矮星的形成方式與恒星相似，但質(zhì)量未達(dá)到恒星發(fā)光所需的臨界值，因此無法成為真正的恒星。HIP 71618 B 的質(zhì)量約為木星的 60 倍，公轉(zhuǎn)軌道半徑略大于太陽系中土星的軌道半徑，且軌道呈細(xì)長的橢圓形。此次發(fā)現(xiàn)除依賴昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡的觀測數(shù)據(jù)外，還借助了 W.M. 凱克天文臺的觀測數(shù)據(jù)。

■圖2：發(fā)現(xiàn)的褐矮星HIP 71618 B的圖像（箭頭所示天體）。星形標(biāo)記表示主星（HIP 71618）的位置。（來源：T. Currie/昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡，德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校）

盡管 HIP 71618 B 本身并非行星，但它有望為未來的類地行星探測發(fā)揮重要作用 —— 該天體滿足 2027 年計(jì)劃發(fā)射的羅曼太空望遠(yuǎn)鏡日冕儀設(shè)備的技術(shù)驗(yàn)證要求。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將是太空望遠(yuǎn)鏡首次驗(yàn)證一項(xiàng)關(guān)鍵觀測技術(shù)：通過抑制太陽類明亮恒星的光線，在其周圍搜尋亮度僅為恒星十億分之一的類地行星。日冕儀技術(shù)驗(yàn)證對觀測目標(biāo)有嚴(yán)格要求，而在此次 HIP 71618 B 發(fā)現(xiàn)之前，尚無經(jīng)同行評審論文證實(shí)的、完全符合條件的觀測目標(biāo)。

HIP 54515 b 與 HIP 71618 B 的發(fā)現(xiàn)證實(shí)，將天體測量技術(shù)與直接成像技術(shù)相結(jié)合，能夠揭示此前隱藏的行星與褐矮星。目前 OASIS 計(jì)劃已對數(shù)十顆候選恒星展開調(diào)查，預(yù)計(jì)未來將有更多新發(fā)現(xiàn)。這些成果不僅對理解巨型氣態(tài)行星及褐矮星的形成機(jī)制與大氣演化過程具有重要意義，還將為未來探索可能存在生命的類地行星提供望遠(yuǎn)鏡技術(shù)支撐。

與柯里博士共同主導(dǎo) OASIS 計(jì)劃的葛原昌幸博士（天體生物學(xué)中心）表示，憑借 SCExAO 這類創(chuàng)新性觀測設(shè)備，以及莫納克亞山世界級的觀測環(huán)境，昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡將繼續(xù)作為前沿觀測設(shè)施，不斷產(chǎn)出突破性發(fā)現(xiàn)。

OASIS 計(jì)劃是一項(xiàng)由美國、日本、加拿大、智利及歐洲研究者共同參與的國際合作項(xiàng)目，得到了美國國家科學(xué)基金會（NSF）的支持，同時(shí)作為羅曼太空望遠(yuǎn)鏡的重要戰(zhàn)略任務(wù)支撐，獲得了美國國家航空航天局（NASA）的資助。本研究還獲得了日本科學(xué)研究費(fèi)補(bǔ)助金的支持。

責(zé)任編輯：甘林

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昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡的日落

（圖源：https://www.naoj.org/en/about/）

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