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新方法可以拍摄类地行星

HR8799系统的三颗行星。这些行星虽然是质量比木星更大的气态巨星,但于2008年首次被成像,并再次被新的旋涡日冕仪探测到。

与目前只能拍摄太阳系以外非常大的行星的方法相比,一种直接成像环绕其他恒星的行星的新方法可以用来发现更小、更像地球、更靠近太阳、离太阳系更远的外星世界。

存在几种探测太阳系外行星的方法,包括使用强大的大型望远镜直接成像来自这些遥远世界的光的方法。这一新方法使用了一种名为“旋涡日冕仪”的设备,天文学家只需使用望远镜的一小部分就可以搜索出这些外星世界。

为了证明该设备有效并可以探测到系外行星,位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国国家航空航天局喷气推进实验室的吉恩·塞拉宾和他的同事将其与位于圣地亚哥北部的帕洛马天文台Hale望远镜的1.5米(5英尺)部分一起使用。利用它,他们探测到了三颗先前发现的围绕HR 8799恒星运行的系外行星。

这三颗行星被称为HR8799b、c和d,被认为是与木星相似但质量更大的气态巨星。它们围绕宿主恒星运行的距离分别约为地球和太阳距离的24倍、38倍和68倍

这些行星是最早被直接成像的行星之一,最初是由两个更大的望远镜探测到的:一个是W.M.Keck天文台的两台10米(33英尺)望远镜,另一个是8.0米(26英尺)的双子座北天文台,都位于夏威夷的毛纳基亚。

Serabyn说:“我们用比Keck望远镜上的一块面板还小的望远镜看到了这些行星。”

用更小的望远镜观察这些行星表明,如果将该设备用于更大的地面望远镜,天文学家将能够在离我们更远的恒星周围找到行星,这些行星的轨道与恒星的轨道相反,和/或更小、更像地球(迄今为止发现的大多数外行星都要大得多,木星大小的地球)。

Serabyn在接受太空网采访时表示:“这让你可以考虑使用一台更小的望远镜,而且价格更实惠,来寻找类地行星。”

该设备也可以安装在太空望远镜上,目前太空望远镜必须非常大,而且可能成本高昂,无法进行这样的行星探测。

Serabyn估计,即使在2米的太空望远镜上(开口宽度略高于6英尺),这种设备也可以帮助探测一个天文单位(即地球和太阳之间的距离,约9300万英里,或1.5亿公里)内的一个大约30光年的空间。(光年是指光在一年内传播的距离,约为6万亿英里或10万亿公里)。

新方法的工作原理是将自适应光学“每秒数千次弯曲和重新弯曲光线以消除地球大气层扭曲效应的反射镜组”与acoronograph相结合,acoronogram是一种望远镜附件,使用黑点遮挡直射星光,从而可以分辨出通常会被星光遮挡的附近物体。

但传统的日冕仪的问题是,一些星光在黑点周围泄漏,遮挡了可能的行星的光线,尤其是那些轨道靠近恒星的行星。为了解决这个问题,Serabyn和他的同事们使用了“螺旋模式”,这种模式会使光线移动,“它将所有的星光都推到光束之外,然后离开行星光,而行星光实际上并没有穿过这个中心漩涡,只是直接穿过,”Serabyn解释道。

Serabyn计划在不久的将来讨论在大型显微镜上使用该设备。他说:“目前我们所拥有的已经足够用于任何地基望远镜了。”

该装置和对这三颗系外行星的探测在4月15日的《自然》杂志上进行了描述。


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