天文學家們已經直接拍攝到兩顆系外行星的圖像，它們在圍繞一顆年輕恆星的行星形成盤內，在引力作用下形成了一個巨大的缺口。雖然已經有超過12顆系外行星被直接成像，但這只是第二個被拍攝的多行星系統(第一個是圍繞HR 8799恆星運行的四行星系統)。不過，與hr8799不同的是，這個系統中的行星仍在通過吸積盤中的物質而增長。馬里蘭州巴爾摩太空望遠鏡科學研究所的Julien Girard說：這是第一次明確地發現了一個兩顆行星組成的系統，這個系統形成了一個圓盤狀的缺口。
主恆星PDS 70距地球約370光年，600萬年前這顆年輕的恆星比太陽略小，也沒有太陽那麼大，而且還在不斷地吸收氣體。它被一個由氣體和塵埃組成的圓盤所包圍，這個圓盤上有一個巨大的缺口，從19億英里(約3800億公里)延伸到38億英里(約3800億公里)。PDS 70b是已知的最內層行星，位於離其恆星約20億英里的盤隙內，與太陽系中天王星的軌道相似。研究小組估計它的質量是木星4到17倍，新發現的行星PDS 70c位於離恆星約33億英里的盤狀縫隙邊緣附近，與海王星離太陽的距離相似。
- （博科園-圖示）這幅藝術插圖展示了圍繞年輕恆星PDS 70運行的兩顆巨大氣態系外行星，這些行星仍在通過吸積周圍圓盤上的物質而成長。圖片：J. Olmsted (STScI)
質量比行星b要小，質量是木星的1到10倍。這兩顆行星的軌道接近2：1共振，這意味著內行星繞恆星一週的時間是外行星繞恆星一週時間的兩倍。這兩顆行星的發現意義重大，因為它提供了直接證據，證明形成行星的行星能夠從原行星盤中掃除足夠多的物質，從而形成一個可觀察到的縫隙。阿爾瑪、哈勃望遠鏡、大型地面光學望遠鏡等設備都帶有自適應光學功能，所看到的圓盤上到處都是光環和縫隙。懸而未決的問題是，那裡有行星嗎？在這種情況下，答案是肯定的。
研究小組使用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(VLT)上的MUSE光譜儀從地面探測到了PDS 70c。新技術依賴於配備了四束激光，8米望遠鏡提供的高空間分辨率和儀器的中等光譜分辨率結合，該儀器可以“鎖定”氫發出的光，氫是氣體吸積的一種跡象。這種新觀測模式是為了研究更高空間分辨率的星系和星團而開發。該論文的第一作者、萊頓天文臺的塞巴斯蒂安·哈費特(Sebastiaan Haffert)說：但是這種新模式也使它適合於外行星成像，而這並不是儀器最初的科學驅動因素。
PDS 70是第二個可以直接成像的多行星系統，通過自適應光學和數據處理的結合，天文學家們能夠抵消中心恆星(由一顆白星標記)發出的光，從而發現兩顆繞軌道運行的系外行星。PDS 70b(左下)質量是木星的4到17倍，而PDS 70c(右上)質量是木星的1到10倍。圖片：ESO and S. Haffert (Leiden Observatory)
當發現第二顆行星時，天文學家都非常驚訝。在未來，美國宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可能能夠使用類似的光譜技術來研究這個系統和其他行星託兒所。這將使科學家能夠測量盤內氣體的溫度和密度，這將有助於我們瞭解氣體巨行星的生長。該系統也可能是WFIRST任務的目標，該任務將攜帶一個高性能的日冕儀技術，可以屏蔽恆星的光，以顯示周圍盤狀行星和伴星發出的微弱光，這些結果發表在6月3日出版的《自然天文學》上。
博科園｜研究/來自：ESA /哈勃信息中心
參考期刊《Nature Astronomy》
DOI: 10.1038/s41550-019-0780-5
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