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自天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星以來(lái)，已有4000多顆系外行星被觀測(cè)到。通常情況下，它們的存在是因?yàn)樗鼈儗?duì)母星的輕微影響，這使它們非常耀眼。十五年來(lái)，科學(xué)家一直試圖直接拍攝系外行星，但當(dāng)試圖使用大型地面望遠(yuǎn)鏡時(shí)，地球大氣層已成為一個(gè)主要障礙。

馬津?qū)嶒?yàn)室(Mazin Labs)博士生SarahSteiger說(shuō)："在對(duì)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(shù)百萬(wàn)倍。這相當(dāng)于試圖在明亮的足球場(chǎng)旁的飛機(jī)上看到一只螢火蟲(chóng)。

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(xù)說(shuō)。這種湍流是恒星在夜空中閃爍的原因，也是天文學(xué)家們常年頭疼的問(wèn)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(shuō)："為了防止恒星發(fā)出的雜散光完全摧毀地球，這是一場(chǎng)持續(xù)不斷的戰(zhàn)斗。

現(xiàn)代觀測(cè)站使用自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備來(lái)糾正這些扭曲。這些系統(tǒng)依靠快速反饋回路和復(fù)雜的算法來(lái)抵消大氣層的影響，每秒鐘抵消數(shù)千次鏡子，使科學(xué)家能夠在太空中恢復(fù)像望遠(yuǎn)鏡這樣的圖像。

這些非常復(fù)雜的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)使我們能夠找到像HR 8799這樣的行星，這是一個(gè)由木星質(zhì)量軌道上方的四顆行星組成的系統(tǒng)，"馬贊說(shuō)。但它們也能散射光線，從而遮蔽弱的系外行星。我們發(fā)現(xiàn)，僅通過(guò)使用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，我們就能找到很少的行星，即那些仍在散發(fā)熱量的行星，這些熱量在我們恒星附近并不常見(jiàn)。

夏威夷茂納基亞山頂?shù)乃拱汪斖h(yuǎn)鏡。圖片來(lái)源：日本國(guó)家天文臺(tái)(NAOJ)

MKID的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們可以確定與探測(cè)器碰撞的每一個(gè)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(gè)光譜(亮度是能量的函數(shù))，它揭示了關(guān)于太陽(yáng)系外行星特征的其他信息，比如行星的年齡、質(zhì)量和潛在的大氣組成，Steger說(shuō)。

MKID系外行星照相機(jī)應(yīng)該能擴(kuò)大天文學(xué)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?yàn)槲覀兛梢愿敿?xì)地描述它們的特性，"負(fù)責(zé)斯巴魯日冕極端適應(yīng)光學(xué)(SCExAO)儀器的項(xiàng)目科學(xué)家?jiàn)W利維爾·古永(OlivierGuune)說(shuō)。

最終的目標(biāo)是找到生命的證據(jù)，而MEC是這次旅程中的重要一步。我們將無(wú)法使用斯巴魯望遠(yuǎn)鏡或任何現(xiàn)有的雙筒望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)樗鼈兲×耍?古揚(yáng)說(shuō)。"然而，我們正在為下一步做準(zhǔn)備，那就是在30米長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡等大型望遠(yuǎn)鏡上部署系外行星成像相機(jī)。"當(dāng)這些望遠(yuǎn)鏡投入使用時(shí)，同樣的技術(shù)，同樣的相機(jī)，同樣的技能將使我們真正找到生命。

換句話說(shuō)，還有很多工作要做，主要是在MEC軟件和算法方面。該團(tuán)隊(duì)從海辛·西蒙斯基金會(huì)(Heisin Simmons Foundation)獲得了巨額資金，以解決這個(gè)問(wèn)題，并在未來(lái)幾年進(jìn)一步發(fā)展快速光學(xué)校正。"我們已經(jīng)完成了所有的技巧，我們正在開(kāi)發(fā)新的技巧，"馬贊說(shuō)。

提交人承認(rèn)夏威夷社區(qū)的毛納基亞(Maunakiya，Maunakea)峰會(huì)在文化上的重要作用和崇敬，并說(shuō)他們很幸運(yùn)有機(jī)會(huì)在山上觀察。