第一次超高速太阳外置照相机

2020-11-27 16:13   来源: 互联网

自天文学家发现第一颗系外行星以来,已有4000多颗系外行星被观测到。通常情况下,它们的存在是因为它们对母星的轻微影响,这使它们非常耀眼。十五年来,科学家一直试图直接拍摄系外行星,但当试图使用大型地面望远镜时,地球大气层已成为一个主要障碍。


马津实验室(Mazin Labs)博士生SarahSteiger说:"在对系外行星的直接成像中,你试图拍摄的行星比它们的母星弱数百万倍。这相当于试图在明亮的足球场旁的飞机上看到一只萤火虫。


此外,如果你是从地面看的话,你必须从地球的乱流中看它,"她继续说。这种湍流是恒星在夜空中闪烁的原因,也是天文学家们常年头疼的问题,扭曲图像,在昏暗的系外行星上投射星光。

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博士生尼拉伊·弗鲁伊瓦拉说:"为了防止恒星发出的杂散光完全摧毁地球,这是一场持续不断的战斗。


现代观测站使用自适应光学设备来纠正这些扭曲。这些系统依靠快速反馈回路和复杂的算法来抵消大气层的影响,每秒钟抵消数千次镜子,使科学家能够在太空中恢复像望远镜这样的图像。


这些非常复杂的自适应光学系统使我们能够找到像HR 8799这样的行星,这是一个由木星质量轨道上方的四颗行星组成的系统,"马赞说。但它们也能散射光线,从而遮蔽弱的系外行星。我们发现,仅通过使用自适应光学系统,我们就能找到很少的行星,即那些仍在散发热量的行星,这些热量在我们恒星附近并不常见。


夏威夷茂纳基亚山顶的斯巴鲁望远镜。图片来源:日本国家天文台(NAOJ)


MKID的另一个优点是,它们可以确定与探测器碰撞的每一个光子的能量。"这不仅允许我们确定行星的亮度,而且还可以获得一个光谱(亮度是能量的函数),它揭示了关于太阳系外行星特征的其他信息,比如行星的年龄、质量和潜在的大气组成,Steger说。


MKID系外行星照相机应该能扩大天文学家可以直接拍摄到近地的系外行星的范围。这是最重要的,因为我们可以更详细地描述它们的特性,"负责斯巴鲁日冕极端适应光学(SCExAO)仪器的项目科学家奥利维尔·古永(OlivierGuune)说。


最终的目标是找到生命的证据,而MEC是这次旅程中的重要一步。我们将无法使用斯巴鲁望远镜或任何现有的双筒望远镜,因为它们太小了,"古扬说。"然而,我们正在为下一步做准备,那就是在30米长的望远镜等大型望远镜上部署系外行星成像相机。"当这些望远镜投入使用时,同样的技术,同样的相机,同样的技能将使我们真正找到生命。


换句话说,还有很多工作要做,主要是在MEC软件和算法方面。该团队从海辛·西蒙斯基金会(Heisin Simmons Foundation)获得了巨额资金,以解决这个问题,并在未来几年进一步发展快速光学校正。"我们已经完成了所有的技巧,我们正在开发新的技巧,"马赞说。


提交人承认夏威夷社区的毛纳基亚(Maunakiya,Maunakea)峰会在文化上的重要作用和崇敬,并说他们很幸运有机会在山上观察。




责任编辑:无量渡口
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