科学抗白北京中科技术精湛 https://wapjbk.39.net/yiyuanfengcai/yyjs_bjzkbdfyy/本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。系外行星，人们对它的探索从数百年前就已经开始。多年前，意大利修士佐丹奴·布鲁诺(GiordanoBruno)曾设想，夜空中的恒星就像我们的太阳，它们周围有行星环绕，其中一些可能孕育着生命。从20世纪90年代开始，天文学家利用地面和卫星观测，收集了数千颗太阳系外行星或系外行星存在的证据。系外行星的发现获得了年诺贝尔物理学奖，由此可见，系外行星的发现将颠覆我们对一些行星形成理论的认知，虽然人们目前发现的系外行星数量可观，但是其中位于宜居带的屈指可数，再加上观测方法受限，我们很难在短期内发现大量的宜居行星，目前科学家们常用的是凌日法。凌日观测法所谓凌日，可以简单地理解为恒星遮挡现象，在太阳系就叫做日食，或者日偏食。当我们观测一颗系外的行星系统时，行星在围绕其恒星公转时必然有机会在我们观测的恒星路线上引起遮挡，这时候就会引起恒星的亮度变化，通过这种微小的亮度变化，我们就可以捕捉到这颗行星的大概信息。但是凌日观测发毕竟是间接观测，如果我们能够对行星直接成像，那么避让能够获得更加详细的信息。直接成像的挑战但是问题来了，由于恒星的光亮度远远超出了行星发出的光，因此我们给系外行星成像是相当困难的。例如，即使像木星这样的大行星也比太阳暗十亿倍。从远处看，地球比木星暗10倍。不仅如此，由于系外行星离我们相当遥远，所以远远望去，其实行星和恒星的距离非常近，你可以想象这个物体离一个亮得多的物体很近，因此，即使是最近的系外行星，也会被它所在的恒星光所影响。当我们拍摄它们的时候，它们看起来就像天空中的一个亮点，无法分辨。那么我们要用什么方法给它成像呢？于是科学家创造出了日冕仪。成像神器“日冕仪”在过去十年或更久的时间里，世界各地的科学家一直在忙着设计和完善一种装置，这种装置被称为日冕仪。它可以阻挡恒星发出的光，这样科学家就可以拍摄围绕恒星运行的行星——系外行星。在过去十年左右的时间里，科学家团队一直在开发技术，以直接成像和表征附近恒星周围的系外行星，并利用火箭和气球对它们进行测试，然后才会选择它们执行重大的太空任务，日冕仪的出现燃起了科学家新的希望。用可见光成像系外行星尽管我们知道有超过颗系外行星存在，但大多数都是通过间接的方法探测到的，比如当一颗行星从前面经过并挡住了它的部分光线时，就会使母星的光线变暗——就像最近的水星凌日一样。这是开普勒和凌日系外行星勘测卫星或TESS任务使用的技术。年的诺贝尔奖得主使用了另一种间接的方法，这种方法依赖于测量由围绕它们运行的行星引起的恒星的微小和周期性运动。但是一颗与太阳系特征相似的系外行星的照片还没有被拍摄下来。于是科学家进行了一项高空气球实验，名为“行星成像概念试验台”(PlanetaryImagingConceptTestbed)，使用的是可回收实验——日冕仪(Coronagraph,PICTURE-C)，该实验测试了日冕仪在太空拍摄系外行星及其环境的能力。日冕仪制造了人造日食来减弱或消除星光，而不会使恒星所照射的行星变暗。它的设计目的是捕获非常接近中央恒星的小行星带。虽然日冕仪对于直接成像系外行星有巨大的帮助，但是这个重达磅的设备还包括了可以变形的镜子，以纠正由于重力变化、温度波动和其他制造缺陷而变形的望远镜镜子的形状。最后，整个装置必须在空间中保持相对较长时间的稳定，这是一个巨大的挑战。幸运的是，经过多次测试，结果证明所有系统都已准备就绪，该系统已经于年9月29日上午在新墨西哥州萨姆纳Ft.Sumner发射。经过20个小时的测试飞行，确认所有系统运行良好，图c返回地球，使用降落伞成功软着陆。实验已被恢复并送回我们的实验室。虽然日冕仪在第一次测试中并没有发现任何系外行星。但它将在另一个气球上再次飞行，届时它将拍摄几颗恒星，以探索其中是否有小行星带。如果幸运的话，它将在年9月拍摄到木星大小的行星。
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