物理学家与天文学家合作,研究最先进的相机

在浩瀚的宇宙中,另一个宜居星球可能存在。而且这可能不是我们自己太阳系的天文现象。然而区分行星的光与它的恒星是有问题的。但是由加州大学圣芭芭拉分校的物理学家本杰明·马津领导的一个国际小组开发了一种新的仪器来探测最近恒星周围的行星。它是世界上最大、最先进的超导照相机。该研究小组的研究成果发表在《太平洋天文学会期刊》上。该小组包括加州理工学院的Dimitri Mawet和加州帕萨迪纳喷气动力实验室的Eugene Serabyn,发明了一种名为“黑暗”的装置(暗斑近红外能量分辨超导分光光度计),这是一种用于克服传统半导体探测器局限性的10000像素的积分场摄谱仪。

世界上最先进的相机可以探测到最近恒星周围的行星。图片:University of California - Santa Barbara

它采用了微波动力电感探测器,结合大型望远镜和自适应光学系统,可以对附近恒星周围的行星进行直接成像。拍摄一颗系外行星的照片是极具挑战性的,因为恒星比行星亮得多,而且行星离恒星非常近,在UCSB的实验物理学中担任沃斯特椅的Mazin说。在国家科学基金会的资助下,黑暗是一种试图克服探测行星的一些技术障碍的尝试。它可以在没有任何读取噪声或暗电流的情况下,以每秒数千帧的速度运行,这是其他仪器的主要误差来源之一。它还具有确定每个光子的波长和到达时间的能力。这个时域信息对于区分一颗行星与散射或折射的光(称为斑点)很重要。

这项技术将降低对比度,这样我们就能探测到较弱的行星,我们希望接近光子噪声的极限,这将使我们的对比度接近10-8,使我们能够看到行星比恒星弱1亿倍。在这些对比的层面上,我们可以看到一些行星的反射光,这开启了一个全新的行星领域探索。真正令人兴奋的是,这是下一代望远镜的技术开拓者。为200英寸海尔望远镜在圣地亚哥附近的帕洛玛天文台,加利福尼亚,黑暗中充当科学相机和焦平面波面传感器、快速测量的光,然后发出一个信号回到一个橡胶镜”,可以形成一个新的形状2000次。这一过程可以清除大气中的畸变,通过抑制星光,使恒星和行星之间的对比度更高,从而使恒星闪烁。

在过去的一年半时间里,该团队利用黑暗来对付帕洛玛的四次运行漏洞。研究人员将在5月份返回,在某些行星上获取更多的数据,并展示他们在提高对比度方面的进展。我们希望有一天,我们能够为夏威夷岛或拉帕尔马岛的莫纳克亚(Mauna Kea)的30米望远镜建造一个仪器,这样我们就能在附近的低质量恒星的宜居区拍摄行星的照片,并在它们的大气中寻找生命,这是一个长期目标,这是朝着这个目标迈出的重要一步。

博科园-科学科普|来自:加州大学圣塔芭芭拉分校