今天，天文学家正式宣布使用新的双子行星成像仪发现了系外行星51埃里达尼b。埃里达尼b是一颗年轻的、富含甲烷的气体巨星，它是正在太阳系外寻找类木星行星的过程中的一个里程碑。研究小组的发现发表在《科学》杂志上。《科学美国人》杂志在6月份首次报道了这一发现，当时研究人员在一个较小的科学会议上的公开演讲中披露了51个埃里达尼b的存在和细节。下面是这个故事。要了解更多关于双子座行星成像仪的背景知识，以及为拍摄遥远的系外行星所做的突破性努力，请阅读《科学美国人》的专题报道，了解有关外星木星的内幕。

 

天文学家首次拍摄到一颗年轻的系外行星的照片，它的轨道和大小与太阳系最大的行星木星相似。这颗名为51埃里达尼b (51 Eridani b)的行星是新一代行星探测仪器所承诺的一系列发现中的第一颗，它可能会帮助科学家揭开木星和其他气态巨行星如何形成和塑造它们的行星系统的秘密。

 

2014年12月，在智利的双子南望远镜上新安装的双子行星成像仪(GPI)发现了51颗Eridani b，它可能很快就会被确认为迄今为止最小的直接成像系外行星。这一发现是昨天在加拿大蒙特利尔举行的“莱奥精神”天文学会议上宣布的，该会议由GPI的首席研究员、斯坦福大学天文学家布鲁斯·麦金托什主持。他和其他GPI团队成员拒绝就此事发表评论。他们向《科学》(Science)杂志提交了一篇论文，详细介绍了他们的发现。《科学》杂志有严格的规定，禁止作者在发表之前公开数据。

 

这颗新的系外行星围绕着类太阳恒星51日里达尼(51 Eridani)运行。日里达尼位于天后宫(Eridanus)，距地球约96光年。麦金托什和他的团队估计，51埃里达尼b的质量是木星的两倍，距离其恒星的距离是木星的2.5倍。然而，与我们熟悉的气体巨星不同的是，它大约有45亿年的历史，它的云顶温度只有零下145摄氏度，而51埃里达尼b则要年轻得多，温度也高得多——不超过2500万年，有甲烷的云加热到近400摄氏度。

 

它的形成几乎没有冷却，51埃里达尼b在红外线中像一个行星大小的灯泡一样发光，这就是为什么GPI团队设法从近100光年远的地方看到它。他们对地球的印象基本上是一张婴儿照片。尽管如此年轻和遥远，这颗巨大的系外行星是天文学家所见过的最接近木星的行星。

 

在过去的二十年里，天文学家们通过更间接的方式发现了成千上万的系外行星，杏耀主管他们观察到看不见的世界导致它们所环绕的恒星摇摆、变暗或变亮。这些探测技术对于寻找离恒星较近的系外行星是最有效的，这些行星的年份以天或月为单位。像木星这样围绕太阳运行12年的行星，可能要经过几十年的间接观察才会出现。

 

行星搜寻者实际上只看到了少数的系外行星，这是一项更加困难的任务，需要在地球上最强大的望远镜上使用先进的仪器。在Eridani b之前，所有直接成像的行星都是气态巨行星， 其质量是木星的几倍，而且很多都非常大，以至于超出了行星的定义，更像是缩小了的失败恒星。它们大多潜伏在星系的边缘，远离恒星发出的模糊光芒。

 

与这些超大的、遥远的、有点像恒星的行星相比，类似木星的行星是紧贴着太阳边缘的小矮行星。这使得它们处于一个可以被认为是行星探测的死区:离它们的恒星太远，无法通过间接的方式迅速找到，又太近，无法方便地直接成像。这就是为什么即使经过20年爆炸性的系外行星发现，天文学家们仍然对这些外星木星有多普遍只有一个模糊的感觉，并且通过代理，像我们这样的行星系统在宇宙其他地方出现的频率有多高。人们认为，木星的巨大体积在太阳系的婴儿期就塑造了它，引导着其他胚胎世界的形成和轨道演化，甚至可能为年轻的地球播下水、有机化合物和其他生命必需成分的种子。如果没有木星，我们的星球和我们都不可能存在。