在其他行星上寻找生命可能是天文学的圣杯，但寻找能够维持生命的合适宿主行星是一项资源密集型任务。
寻找系外行星（我们太阳系外的行星）需要在地球上最大的望远镜上争夺时间——但这种搜索的命中率可能低得令人失望。
在最近发表在《科学》杂志上的一项新研究中，我和我的同事结合了不同的搜索技术，发现了一颗新的巨行星。它可能会改变我们在未来尝试拍摄行星的方式。
对行星成像是一项不小的壮举
为了满足我们对我们在宇宙中的位置的好奇心，天文学家开发了许多技术来寻找围绕其他恒星运行的行星。也许其中最简单的称为直接成像。但这并不容易。
直接成像涉及将功能强大的相机连接到大型望远镜，并试图检测从行星发射或反射的光。星星很亮，行星很暗，所以这就像寻找在聚光灯下跳舞的萤火虫。
迄今为止，使用这种技术发现的行星只有大约 20 颗，这不足为奇。
然而，直接成像具有很大的价值。它有助于揭示行星的大气特性，例如其温度和成分，这是其他检测技术无法做到的。
HIP99770b：一个新的天然气巨头
我们对一颗名为 HIP99770b 的新行星的直接成像揭示了一颗炽热、巨大且适度多云的行星。它绕恒星运行的距离介于土星和天王星绕太阳的轨道距离之间。
HIP99770 恒星的亮度几乎是太阳的 14 倍。但由于它的行星的轨道比土星的轨道大，因此该行星从太阳获得的能量与木星相似。作者提供
HIP99770b 的质量约为木星的 15 倍，是一颗真正的巨星。然而，它也超过了 1000 摄氏度，因此对于宜居世界而言，这并不是一个好的前景。
HIP99770 系统提供的功能类似于我们自己的太阳系。它有一个远离恒星的冰和岩石冰冷“碎片盘”，类似于我们太阳系中柯伊伯带的放大版。
主要区别在于 HIP99770 系统由一颗大质量行星主导，而不是几颗较小的行星。
使用系外行星成像仪 SCExAO（斯巴鲁日冕极端自适应光学项目）拍摄的 HIP99770 系统图像以及来自 CHARIS 仪器（日冕高分辨率成像仪和光谱仪）的数据。作者提供
开着灯搜索
我们首先通过间接检测方法检测行星的迹象，从而得出了我们的发现。我们注意到这颗恒星在太空中摇摆不定，这暗示附近存在一颗引力很大的行星。
这激发了我们直接成像的努力；我们不再在黑暗中寻找。
额外的数据来自欧洲航天局的盖亚航天器，该航天器自 2014 年以来一直在测量近 10 亿颗恒星的位置。盖亚足够灵敏，可以检测到恒星在太空中运动的微小变化，例如由行星引起的变化。
我们还用盖亚的前身依巴谷的测量数据补充了这些数据。总的来说，我们有 25 年的“天体测量”（位置）数据可供使用。
此前，研究人员使用间接方法来引导发现伴星而非行星的成像。
这不是他们的错：像 HIP99770 这样的大质量恒星——几乎是太阳质量的两倍——不愿透露它们的秘密。否则，成功的搜索技术很少能达到探测如此大质量恒星周围行星所需的精度水平。
我们的探测同时使用了直接成像和天体测量法，展示了一种更有效的行星搜索方法。这是第一次通过初始间接探测方法引导直接探测系外行星。
盖亚预计将继续观测至少到 2025 年，其档案在未来几十年内仍将有用。
谜团依然存在
HIP99770 的天体测量表明它属于阿古斯星协——一组在太空中一起移动的恒星。这表明该系统相当年轻，大约有 4000 万年的历史。这将使它大约是我们太阳系年龄的百分之一。
然而，我们对恒星脉动以及行星亮度模型的分析表明，它的年龄在 1.2 亿至 2 亿年之间。如果是这样的话，HIP99770 可能只是 Argus 组的一个闯入者。
现在已知它拥有一颗行星，天文学家的目标是进一步解开 HIP99770 及其周围环境的奥秘。
本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。
图片来源：HIP99770 的斯巴鲁望远镜图像。 T. Currie/斯巴鲁望远镜，UTSA