天文學家利用詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 發現了第一顆圍繞死亡恒星運行的行星，為了解行星在恒星生命最后階段如何演化提供了新的見解。對這顆名為 WD 1856+534 b 的系外行星的觀測也證實它是迄今為止最冷的系外行星，這可能為首次對氣態巨行星的大氣進行詳細研究鋪平道路，并幫助我們在宇宙尺度上了解太陽系的背景。

木星大小的WD 1856b幾乎比它繞行一周半的白矮星大七倍。 （圖片來源：NASA/JPL-Caltech/NASA戈達德太空飛行中心）

領導這項新研究的密歇根大學天文學家瑪麗·安妮·林巴赫表示：“當我們發現它實際上是一顆行星，而且是一顆非常寒冷的行星時，我們都感到有些驚訝和興奮。”

WD 1856+534 b 是一顆距離地球約 80 光年的木星大小的行星，于 2020 年首次被發現。它每 1.4 天繞一顆白矮星（一顆曾經類似太陽的恒星的殘余核心）公轉一周。最初，科學家們不確定該天體是行星還是棕矮星（即宇宙中所謂的“失敗恒星”），因為他們只有現已退役的斯皮策太空望遠鏡提供的有限溫度數據。然而，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的新數據如今提供了更靈敏的測量數據，使天文學家能夠直接探測該行星的光并測量其質量和溫度。

結果證實WD 1856+534 b確實是一顆行星。

這項證實之所以特別令人感興趣，是因為這顆行星在其恒星所謂的“禁區”中幸存下來——這個區域非常靠近白矮星，以至于當恒星在紅巨星階段膨脹時，其中的任何世界都應該被毀滅，恒星膨脹到原來的許多倍，然后收縮到現在致密的地球大小。

“這有力地證明了行星不僅能夠在恒星劇烈死亡后幸存下來，還能進入我們此前未必預料到它們會存在的軌道，”林巴赫說道。除了完善行星演化模型之外，這些發現還表明，這種遷移可能是行星進入白矮星“宜居帶”的關鍵，在那里，我們所知的生命可能得以出現。這是一個令人著迷的過程，這次確認為我們提供了它可能發生的第一個觀察證據。

WD 1856+534 b 的溫度為 -125 華氏度（-87 攝氏度），是迄今為止直接觀測到的最冷的行星，超過了之前的紀錄保持者印度洋 Epsilon Ab，后者的溫度約為 35 華氏度（2 攝氏度）。

雖然詹姆斯·韋伯太空望遠鏡尚未達到其理論上探測低至-324.67華氏度（-198.15攝氏度）行星的能力，但即將開展的項目旨在達到這一閾值。而且，如果一切順利，這些即將獲得的數據將加速對類似木星和土星的系外行星的溫度、年齡和質量的探測。

“這是向前邁出的一大步，”林巴赫說。“這是一個難得的機會，讓我們能夠將自己的太陽系置于更廣闊的銀河系背景中。”

林巴赫和她的團隊計劃今年7月對WD 1856+534系統進行第二次詹姆斯韋伯太空望遠鏡觀測。通過在首次觀測一年后比較該系統與背景恒星的位置，研究人員希望能夠發現任何可能受該恒星引力束縛的其他行星。

探測到另一顆行星或許可以解釋WD 1856+534 b是如何遷移到目前圍繞白矮星運行的近地軌道的。林巴赫表示，即使沒有發現其他行星，后續數據也能幫助天文學家縮小其他可能的解釋范圍，以解釋像WD 1856+534b這樣的行星最終為何會在如此近的距離內繞白矮星運行。

“無論如何，這都是弄清楚這些系統如何演變的關鍵一步。”

這項研究的詳細內容已發布在檔案庫 arXiv 上的預印本論文中，但尚未經過同行評審。