第一次超高速太陽外置照相機
自天文學家發現第一顆系外行星以來,已有4000多顆系外行星被觀測到。通常情況下,它們的存在是因為它們對母星的輕微影響,這使它們非常耀眼。十五年來,科學家一直試圖直接拍攝系外行星,但當試圖使用大型地面望遠鏡時,地球大氣層已成為一個主要障礙。
馬津實驗室(Mazin Labs)博士生SarahSteiger說:"在對系外行星的直接成像中,你試圖拍攝的行星比它們的母星弱數百萬倍。這相當于試圖在明亮的足球場旁的飛機上看到一只螢火蟲。
此外,如果你是從地面看的話,你必須從地球的亂流中看它,"她繼續說。這種湍流是恒星在夜空中閃爍的原因,也是天文學家們常年頭疼的問題,扭曲圖像,在昏暗的系外行星上投射星光。
博士生尼拉伊·弗魯伊瓦拉說:"為了防止恒星發出的雜散光完全摧毀地球,這是一場持續不斷的戰斗。
現代觀測站使用自適應光學設備來糾正這些扭曲。這些系統依靠快速反饋回路和復雜的算法來抵消大氣層的影響,每秒鐘抵消數千次鏡子,使科學家能夠在太空中恢復像望遠鏡這樣的圖像。
這些非常復雜的自適應光學系統使我們能夠找到像HR 8799這樣的行星,這是一個由木星質量軌道上方的四顆行星組成的系統,"馬贊說。但它們也能散射光線,從而遮蔽弱的系外行星。我們發現,僅通過使用自適應光學系統,我們就能找到很少的行星,即那些仍在散發熱量的行星,這些熱量在我們恒星附近并不常見。
夏威夷茂納基亞山頂的斯巴魯望遠鏡。圖片來源:日本國家天文臺(NAOJ)
MKID的另一個優點是,它們可以確定與探測器碰撞的每一個光子的能量。"這不僅允許我們確定行星的亮度,而且還可以獲得一個光譜(亮度是能量的函數),它揭示了關于太陽系外行星特征的其他信息,比如行星的年齡、質量和潛在的大氣組成,Steger說。
MKID系外行星照相機應該能擴大天文學家可以直接拍攝到近地的系外行星的范圍。這是最重要的,因為我們可以更詳細地描述它們的特性,"負責斯巴魯日冕極端適應光學(SCExAO)儀器的項目科學家奧利維爾·古永(OlivierGuune)說。
最終的目標是找到生命的證據,而MEC是這次旅程中的重要一步。我們將無法使用斯巴魯望遠鏡或任何現有的雙筒望遠鏡,因為它們太小了,"古揚說。"然而,我們正在為下一步做準備,那就是在30米長的望遠鏡等大型望遠鏡上部署系外行星成像相機。"當這些望遠鏡投入使用時,同樣的技術,同樣的相機,同樣的技能將使我們真正找到生命。
換句話說,還有很多工作要做,主要是在MEC軟件和算法方面。該團隊從海辛·西蒙斯基金會(Heisin Simmons Foundation)獲得了巨額資金,以解決這個問題,并在未來幾年進一步發展快速光學校正。"我們已經完成了所有的技巧,我們正在開發新的技巧,"馬贊說。
提交人承認夏威夷社區的毛納基亞(Maunakiya,Maunakea)峰會在文化上的重要作用和崇敬,并說他們很幸運有機會在山上觀察。