天文学家发明了新技术，将帮助我们看到系外行星

系外行星 · 2018-1-11 00:05:57

邻近恒星系统半人马座可能拥有一个地球大小的行星

我们邻近的恒星系统半人马阿尔法星可能拥有一个地球大小的行星，但是需要技术上的新突破才能看到它。

新的研究表明，新的技术可以在20世纪20年代从附近的半人马阿尔法系统的地球大小的行星上捕捉图像。

这项新技术于12月15日在美国地球物理学会在新奥尔良召开的年会上提出，也可以帮助研究人员在其他系统中看到系外行星，并且可以观察到多星系统的行星。

虽然太阳系中只有一颗恒星，但以前的发现表明三分之二的G级黄矮星（包括我们的太阳在内）属于多星个系统，或者有两颗或多颗恒星相互围绕的系统。一些已知的多星系统可以容纳多达七颗星。根据美国宇航局加州莫菲特场埃姆斯研究中心的天体物理学家鲁斯兰·贝里科夫及其同事的说法，由于多个系统是常见的，它们可能是寻找外星行星的丰富目标。例如，太阳最近的邻居，拥有三颗恒星和潜在的多个行星，比如地球大小的Proxima Centauri b。

为了捕获系外行星的图像，天文学家通常会使用一种被称为冠状的仪器来遮挡恒星的耀眼光芒，从而让我们看到从这个行星反射出或发射的微弱光线。当研究人员想要在具有多颗恒星的系统中直接对系外行星进行成像时，恒星的同伴的光线即使在阻挡了第一颗恒星的光线之后，也可能会淹没他们的行星。

虽然科学家们可以设想用一个以上的冠状星来阻挡多系统中所有恒星的光线，但是望远镜内部的微小缺陷将不可避免地导致光线通过冠状面泄漏，贝里科夫说他和他的同事已经开发出一种方法来解决这个问题，并将多个系外行星图像化为多个像素。这个光只是原始恒星光线的一小部分，但仍然可以压倒恒星系统的光线。

贝里科夫在一封电子邮件中说：“我们正在开发这项技术，以寻找其他恒星周围的类似地球的行星。当我还是个孩子的时候，就有人告诉我，我成年后会做这件事，但我不会相信，在我看来，发现类似地球的行星是‘星际旅行’的科学，可以预测它大概在23世纪，但我们现在正在做这样的事情。”

研究人员设计的新方法称为多星波前控制，依靠望远镜内的可变形反射镜，用于将来自恒星和行星的光反射到传感器上。这些反射镜可以改变其表面的形状，以纠正望远镜光学部件内的缺陷。

贝里科夫说，这种新技术可以控制一个可变形的反射镜，使其能够从一颗以上的恒星上移除光线。镜子可以将多种形状叠加到自身上，每种形状都可以分解出恒星的光线。这有点像音频扬声器演奏交响乐。它使用较低的频率范围来代表大提琴，而用较高的频率范围来代表小提琴，在我们的例子中，大提琴会对应一颗恒星，而小提琴则对应系外行星。

贝里科夫说，这个新系统的一个主要优点是它与许多已经设计的仪器兼容。可变形的镜子是所有望远镜所需要的。理想情况下，我们希望将我们的技术注入未来的太空望远镜，使他们能够瞄准阿尔法恒星系统和其他恒星系统。贝里科夫说，这项新技术预计会首先使用在一些小型望远镜上，包括可以在20世纪20年代初期推出的ACESat或Project Blue，20世纪20年代中期的WFIRST，2030年代的LUVOIR或HabEx等小型望远镜，还有其他任何可以使用这种技术的望远镜。

贝利科夫警告说，研究人员在不久的将来捕获的任何系外行星照片都不能解决诸如大陆和海洋等细节问题。相反，另一个地球的形象将是一个淡蓝色的圆点。但是，我们可以从这个点的光谱中看到很多信息，包括生命迹象。

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