- 當前位置：首頁 > 熱點 > 眼見為實：系外行星圖像15年
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（神秘的為實地球uux.cn）據美國國家航空航天局科學編輯團隊：首先是一個布滿灰塵的磁盤。然后是系外行星“外彗星”的可追蹤軌跡但是15年前的秋天，貝塔皮克托里斯星系拍出了天體物理學中最具標志性的圖像照片之一:一顆行星圍繞另一顆恒星旋轉的直接圖像。
這顆年輕明亮的為實恒星距離我們約63光年，肉眼可見，系外行星幾乎淹沒了行星微弱的圖像光線。當天文學家使用歐洲南方天文臺的為實望遠鏡減去星光時，這顆行星只剩下一個很小的系外行星點，幾個像素。圖像但這足以打開直接成像的為實新窗口。
這張合成圖像展示了在近紅外光下看到的系外行星β照片星的近距離環境。系外行星Beta Pictoris b是圖像中心被遮蔽的恒星旁邊的小點。這種非常微弱的為實環境是在非常仔細地減去更亮的恒星暈之后顯現出來的。圖像的系外行星外部顯示了塵埃盤的反射光，這是圖像歐洲南方天文臺地面望遠鏡在1996年觀測到的。新探測到的源比Pictoris暗1000多倍，與圓盤對齊，投影距離是地球-太陽距離的8倍。圖像：uux.cn/ESO/A.-M. Lagrange等人。
“在那之后，我知道我想在天文學領域做什么，”瑪麗·伊戈夫說，她是南加州美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的一名研究人員，專門研究系外行星(圍繞其他恒星的行星)的直接成像。
作為一名大學生，當她第一次看到這顆名為Beta Pictoris b的行星圖像時，伊戈夫說她被驚呆了。
“嘗試拍攝系外行星，嘗試探測另一顆行星上的生命是如此令人興奮，”她說。“我被賣了。”
今天，Beta Pictoris系統，簡稱Beta Pic，因其周圍塵埃碎片的早期驚人圖像而聞名，并因大量外彗星的證據而聞名，或在除我們自己以外的恒星系統中檢測到的彗星。該系統中第二顆行星Beta Pictoris c的發現在2018年引起了科學界的極大興奮。
正如一位天文學家所說，這是一份持續不斷的禮物。
巴黎天文臺LESIA的天文學家安妮-瑪麗·拉格朗日(Anne-Marie Lagrange)說，深入參與該系統早期觀測的科學家們進行了一場艱苦的斗爭，說服一些同事他們的突破性發現是真實的，她一直致力于了解該系統超過30年。
作為一名實習生，拉格朗日在20世紀80年代中期開始了她的Beta Pic工作，就在圓盤圖像引起巨大轟動之后。她的研究里程碑之一是在20世紀80年代末發現大量氣體團塊以高達每秒200英里(350公里)的速度降落到系統中央恒星的表面。
拉格朗日和她的研究伙伴依靠IUE(國際紫外線探索者)衛星的觀測結果——她說，這是美國國家航空航天局哈勃太空望遠鏡的“祖先”——提出墜落的氣體是由蒸發的彗星造成的。
“它們是圍繞另一顆恒星[觀察到的]第一批系外彗星，”她說。“一開始，很多人都在嘲笑它。”這些發現站得住腳，2022年宣布的進一步觀察證實了系外彗星的存在。
有了這項技術，我們也許能夠回答這個非常基本的問題:地球之外的宇宙中有生命嗎？"
瑪麗·伊戈夫
南希·格蕾絲·羅曼太空望遠鏡科學小組的研究員
在20世紀90年代中期，依靠最近發射的哈勃以及越來越復雜的地面儀器，科學家們意識到Pictoris周圍的碎片盤是扭曲的，就像在太陽下放置太久的乙烯基唱片。
計算機模擬結果表明，這種扭曲是由一顆軌道運行的行星引起的引力偏斜。2008年，經過長時間的努力，拉格朗日和她的團隊找到了回報:一張巨大氣態行星的直接圖像，它如此年輕，從最近形成時就一直在發光。
“好消息是，我們10年前就預測到了，”她說。
系外行星成像的未來
在探測系外行星方面，直接成像仍然是一個相對次要的角色，它的作用將在未來幾年或幾十年內擴大，隨著技術的進步，它有望深入了解遙遠行星的性質。但即便如此，一顆行星的每張“圖像”仍將只是少數幾個像素。
這聽起來可能令人失望，尤其是在壯觀的科幻電影效果的時代。如果我們發現了一顆“類地”行星，我們將看不到大陸和海洋——至少現在還看不到。但是那個微小的光點將包含大量的信息:行星大氣、云層、溫度的細節，甚至可能是某種生命形式的跡象。
通過將來自微小點的光分成一系列顏色，科學家可以從光譜中找到缺失的線條——當星光從大氣或表面反射時，被行星大氣中的分子吸收的光線片段。缺失的切片對應于行星大氣中的特定氣體和分子，這是一種被稱為光譜學的檢測方法。
美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經在使用機載光譜儀梳理系外行星大氣的成分。在未來幾年，該機構的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡將于2027年5月發射，旨在研究成熟的木星大小的系外行星的多云大氣。“可居住世界天文臺”是一個目前處于早期規劃階段的任務概念，預計將完善這項技術，測量像我們這樣的小型巖石行星的大氣成分，所有這些都來自直接成像的系外行星的小點。
Ygouf是羅馬望遠鏡coronagraph儀器項目科學團隊的一部分，該儀器將阻擋來自母星的眩光，以便可以檢測到來自其行星的光。該儀器旨在進行技術演示，包括兩個柔性鏡子，以糾正儀器和望遠鏡本身造成的光線扭曲。
她說，Beta Pictoris的直接成像技術有朝一日可能會解開一個終極謎團。
“有了這項技術，我們也許能夠回答這個非常基本的問題:地球以外的宇宙中有沒有生命？”她說。“令人驚訝的是，不可思議的是，從幾個像素點我們就能了解一顆行星的許多信息:這些行星是類地還是氣態的，它們是否有大氣層。如果做得好的話，將來我們也許能繪制出這些行星的漂亮地圖，看到潛在的云層。它可能只有幾個像素，但你可以從中獲得如此多的信息。”
這顆年輕明亮的為實恒星距離我們約63光年，肉眼可見，系外行星幾乎淹沒了行星微弱的圖像光線。當天文學家使用歐洲南方天文臺的為實望遠鏡減去星光時，這顆行星只剩下一個很小的系外行星點，幾個像素。圖像但這足以打開直接成像的為實新窗口。
這張合成圖像展示了在近紅外光下看到的系外行星β照片星的近距離環境。系外行星Beta Pictoris b是圖像中心被遮蔽的恒星旁邊的小點。這種非常微弱的為實環境是在非常仔細地減去更亮的恒星暈之后顯現出來的。圖像的系外行星外部顯示了塵埃盤的反射光，這是圖像歐洲南方天文臺地面望遠鏡在1996年觀測到的。新探測到的源比Pictoris暗1000多倍，與圓盤對齊，投影距離是地球-太陽距離的8倍。圖像：uux.cn/ESO/A.-M. Lagrange等人。
“在那之后，我知道我想在天文學領域做什么，”瑪麗·伊戈夫說，她是南加州美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的一名研究人員，專門研究系外行星(圍繞其他恒星的行星)的直接成像。
作為一名大學生，當她第一次看到這顆名為Beta Pictoris b的行星圖像時，伊戈夫說她被驚呆了。
“嘗試拍攝系外行星，嘗試探測另一顆行星上的生命是如此令人興奮，”她說。“我被賣了。”
今天，Beta Pictoris系統，簡稱Beta Pic，因其周圍塵埃碎片的早期驚人圖像而聞名，并因大量外彗星的證據而聞名，或在除我們自己以外的恒星系統中檢測到的彗星。該系統中第二顆行星Beta Pictoris c的發現在2018年引起了科學界的極大興奮。
正如一位天文學家所說，這是一份持續不斷的禮物。
巴黎天文臺LESIA的天文學家安妮-瑪麗·拉格朗日(Anne-Marie Lagrange)說，深入參與該系統早期觀測的科學家們進行了一場艱苦的斗爭，說服一些同事他們的突破性發現是真實的，她一直致力于了解該系統超過30年。
作為一名實習生，拉格朗日在20世紀80年代中期開始了她的Beta Pic工作，就在圓盤圖像引起巨大轟動之后。她的研究里程碑之一是在20世紀80年代末發現大量氣體團塊以高達每秒200英里(350公里)的速度降落到系統中央恒星的表面。
拉格朗日和她的研究伙伴依靠IUE(國際紫外線探索者)衛星的觀測結果——她說，這是美國國家航空航天局哈勃太空望遠鏡的“祖先”——提出墜落的氣體是由蒸發的彗星造成的。
“它們是圍繞另一顆恒星[觀察到的]第一批系外彗星，”她說。“一開始，很多人都在嘲笑它。”這些發現站得住腳，2022年宣布的進一步觀察證實了系外彗星的存在。
有了這項技術，我們也許能夠回答這個非常基本的問題:地球之外的宇宙中有生命嗎？"
瑪麗·伊戈夫
南希·格蕾絲·羅曼太空望遠鏡科學小組的研究員
在20世紀90年代中期，依靠最近發射的哈勃以及越來越復雜的地面儀器，科學家們意識到Pictoris周圍的碎片盤是扭曲的，就像在太陽下放置太久的乙烯基唱片。
計算機模擬結果表明，這種扭曲是由一顆軌道運行的行星引起的引力偏斜。2008年，經過長時間的努力，拉格朗日和她的團隊找到了回報:一張巨大氣態行星的直接圖像，它如此年輕，從最近形成時就一直在發光。
“好消息是，我們10年前就預測到了，”她說。
系外行星成像的未來
在探測系外行星方面，直接成像仍然是一個相對次要的角色，它的作用將在未來幾年或幾十年內擴大，隨著技術的進步，它有望深入了解遙遠行星的性質。但即便如此，一顆行星的每張“圖像”仍將只是少數幾個像素。
這聽起來可能令人失望，尤其是在壯觀的科幻電影效果的時代。如果我們發現了一顆“類地”行星，我們將看不到大陸和海洋——至少現在還看不到。但是那個微小的光點將包含大量的信息:行星大氣、云層、溫度的細節，甚至可能是某種生命形式的跡象。
通過將來自微小點的光分成一系列顏色，科學家可以從光譜中找到缺失的線條——當星光從大氣或表面反射時，被行星大氣中的分子吸收的光線片段。缺失的切片對應于行星大氣中的特定氣體和分子，這是一種被稱為光譜學的檢測方法。
美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經在使用機載光譜儀梳理系外行星大氣的成分。在未來幾年，該機構的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡將于2027年5月發射，旨在研究成熟的木星大小的系外行星的多云大氣。“可居住世界天文臺”是一個目前處于早期規劃階段的任務概念，預計將完善這項技術，測量像我們這樣的小型巖石行星的大氣成分，所有這些都來自直接成像的系外行星的小點。
Ygouf是羅馬望遠鏡coronagraph儀器項目科學團隊的一部分，該儀器將阻擋來自母星的眩光，以便可以檢測到來自其行星的光。該儀器旨在進行技術演示，包括兩個柔性鏡子，以糾正儀器和望遠鏡本身造成的光線扭曲。
她說，Beta Pictoris的直接成像技術有朝一日可能會解開一個終極謎團。
“有了這項技術，我們也許能夠回答這個非常基本的問題:地球以外的宇宙中有沒有生命？”她說。“令人驚訝的是，不可思議的是，從幾個像素點我們就能了解一顆行星的許多信息:這些行星是類地還是氣態的，它們是否有大氣層。如果做得好的話，將來我們也許能繪制出這些行星的漂亮地圖，看到潛在的云層。它可能只有幾個像素，但你可以從中獲得如此多的信息。”
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