詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡近日取得了一項突破性的觀測成果，成功捕捉到了年輕系外行星AF Leporis b（簡稱AF Lep b）的清晰圖像。這項觀測任務(wù)對天文學(xué)家而言是一場與時間的較量，因為他們必須在行星被其母恒星光芒淹沒前的有限時間內(nèi)進(jìn)行。
AF Lep b不僅是詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）直接觀測到的質(zhì)量最小的系外行星，同時也是距離其母恒星最近的行星之一。這顆行星的質(zhì)量約為木星的3.2倍，直徑約為木星的1.2倍，年齡估計僅為2300萬年，相比之下，地球的年齡約為46億年。
觀測AF Lep b的過程充滿挑戰(zhàn)，因為這顆行星距離地球88光年，且在JWST的視野中只是一個微小的光點。隨著行星逐漸靠近其母恒星，恒星的光芒將越來越強(qiáng)烈，從而增加了觀測的難度。德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究員凱爾·弗蘭森表示，盡管JWST極其靈敏，但觀測AF Lep b仍然是一項艱巨的任務(wù)，因為它比地面最大的望遠(yuǎn)鏡觀測到的天體更小，且在更長波長下的觀測會使天體看起來更加模糊。
自20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星以來，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過6000顆系外行星，但其中只有極少數(shù)能夠直接被拍攝到。大多數(shù)系外行星都是通過它們對宿主恒星的影響而被探測到的，如遮擋光線或施加引力作用。而AF Lep b之所以能被直接觀測到，是因為它是一顆非常年輕的行星，其“螢火蟲光芒”非常強(qiáng)烈。
JWST在觀測系外行星方面具有獨特的優(yōu)勢，它配備了一個名為日冕儀的儀器，可以遮擋恒星發(fā)出的光線，從而使繞其運行的行星更容易被觀測到。然而，隨著AF Lep b逐漸靠近其母恒星，越來越多的光線將被遮擋，直到JWST即使使用日冕儀也無法看到這顆行星。因此，天文學(xué)家必須迅速行動，以獲取盡可能多的觀測數(shù)據(jù)。
觀測結(jié)果顯示，AF Lep b具有非常活躍的大氣層，存在強(qiáng)烈的對流電流將高低層的元素混合在一起。研究小組還在AF Lep b周圍檢測到了比預(yù)期更多的一氧化碳，并推測強(qiáng)烈的上升氣流是將這種氣體輸送到行星上層大氣的唯一方式。這些發(fā)現(xiàn)不僅增加了我們對這顆系外行星的了解，也進(jìn)一步證明了JWST的觀測能力超出了預(yù)期。
德克薩斯大學(xué)天文學(xué)家布倫丹·鮑勒表示，傳統(tǒng)觀點認(rèn)為JWST在探測遠(yuǎn)軌道低質(zhì)量行星方面比地面望遠(yuǎn)鏡更靈敏，但在它發(fā)射之前，能否在小角距上具有競爭力尚不明確。而這次觀測的成功證明了JWST確實在把儀器推向極限，并為我們提供了關(guān)于系外行星的寶貴信息。
