昴星團望遠鏡 OASIS計劃的首項成果：發現巨型行星和褐矮星

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主譯：清水明澄

校對：遠山真理

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中心的研究人員在內的國際研究團隊，結合昴星團望遠鏡的高清觀測和太空望遠鏡的數據，在之前未被詳細研究過的恒星周圍新發現了兩個低質量天體。這是旨在直接拍攝巨型氣態行星和褐矮星，并弄清其性質的“OASIS（綠洲）”探測計劃的首個成果。

■圖1：發現的巨型氣態行星HIP 54515 b的圖像。箭頭所示為HIP 54515 b，星形標記表示主星（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/昴星團望遠鏡、德克薩斯大學圣安東尼奧分校）

SCExAO 成像巡天的加速恒星觀測計劃”）借助歐洲空間局（ESA）蓋亞衛星與依巴谷衛星的高精度天體測量數據，篩選出因未知伴天體引力影響而出現微小運動晃動的恒星；隨后利用昴星團望遠鏡搭載的極限自適應光學系統 SCExAO對這些伴天體進行直接拍攝。

計劃負責人塞恩?柯里博士（得克薩斯大學圣安東尼奧分校）表示，通過 OASIS 計劃，我們不僅能直接觀測到此前未被納入觀測目標的恒星周圍的巨型行星與褐矮星，還能精準測量其質量與軌道參數。

OASIS 計劃的首個發現 ——HIP 54515 b 是一顆質量略低于木星 18 倍的巨型氣態行星，圍繞著一顆質量為太陽 2 倍的恒星公轉。其公轉軌道半徑約為 25 天文單位，與太陽系中海王星的軌道半徑相當。該行星系統距離地球約 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前直接成像技術的極限。

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

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

第二項發現 HIP 71618 B 是一顆圍繞太陽質量 2 倍恒星公轉的褐矮星。褐矮星的形成方式與恒星相似，但質量未達到恒星發光所需的臨界值，因此無法成為真正的恒星。HIP 71618 B 的質量約為木星的 60 倍，公轉軌道半徑略大于太陽系中土星的軌道半徑，且軌道呈細長的橢圓形。此次發現除依賴昴星團望遠鏡的觀測數據外，還借助了 W.M. 凱克天文臺的觀測數據。

■圖2：發現的褐矮星HIP 71618 B的圖像（箭頭所示天體）。星形標記表示主星（HIP 71618）的位置。（來源：T. Currie/昴星團望遠鏡，德克薩斯大學圣安東尼奧分校）

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揮重要作用 —— 該天體滿足 2027 年計劃發射的羅曼太空望遠鏡日冕儀設備的技術驗證要求。這項實驗將是太空望遠鏡首次驗證一項關鍵觀測技術：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。日冕儀技術驗證對觀測目標有嚴格要求，而在此次 HIP 71618 B 發現之前，尚無經同行評審論文證實的、完全符合條件的觀測目標。

HIP 54515 b 與 HIP 71618 B 的發現證實，將天體測量技術與直接成像技術相結合，能夠揭示此前隱藏的行星與褐矮星。目前 OASIS 計劃已對數十顆候選恒星展開調查，預計未來將有更多新發現。這些成果不僅對理解巨型氣態行星及褐矮星的形成機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鏡技術支撐。

與柯里博士共同主導 OASIS 計劃的葛原昌幸博士（天體生物學中心）表示，憑借 SCExAO 這類創新性觀測設備，以及莫納克亞山世界級的觀測環境，昴星團望遠鏡將繼續作為前沿觀測設施，不斷產出突破性發現。

OASIS 計劃是一項由美國、日本、加拿大、智利及歐洲研究者共同參與的國際合作項目，得到了美國國家科學基金會（NSF）的支持，同時作為羅曼太空望遠鏡的重要戰略任務支撐，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研究費補助金的支持。

責任編輯：甘林

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昴星團望遠鏡的日落

（圖源：https://www.naoj.org/en/about/）

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