本報(bào)訊 近期,中國科學(xué)院國家天文臺(tái)南京天文光學(xué)技術(shù)研究所系外行星探測(cè)和高分辨率成像研究組,在空間“超高”對(duì)比度成像技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展:首次提出了一種在大面積工作區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生超高對(duì)比度成像技術(shù)方案。該結(jié)果于11月18日發(fā)表于《天體物理學(xué)報(bào)》。
尋找另一個(gè)存在生命的星球是人類有史以來一直追求的夢(mèng)想。這需要探測(cè)圍繞太陽光譜型恒星宜居帶內(nèi)地球質(zhì)量的行星系統(tǒng),通過光譜研究該類行星大氣成分,以確定其上是否存在生命特征信號(hào),從而最終解答“人類在宇宙中是否孤獨(dú)”這一基本科學(xué)問題。
其挑戰(zhàn)在于直接探測(cè)來自類地行星的光子信號(hào),需要解決來自望遠(yuǎn)鏡衍射產(chǎn)生的光子噪聲以及由光學(xué)元件等不理想表面介入波像差產(chǎn)生的散斑噪聲,以最終達(dá)到10-10(百億倍)成像對(duì)比度。國際團(tuán)隊(duì)多采用可變形鏡(DM)對(duì)上述波像差進(jìn)行校正。但受到DM有效單元數(shù)限制,其高對(duì)比度成像暗區(qū)面積非常小,這將導(dǎo)致未來空間類地行星成像探測(cè)效率較低。
采用星冕儀結(jié)合液晶空間光調(diào)制器(SLM)波像差校正,可獲得與采用DM相當(dāng)?shù)某上駥?duì)比度(10-10),而成像區(qū)域超過國際其他團(tuán)隊(duì),這將有望極大提高系外行星空間成像探測(cè)效率。
下一步,項(xiàng)目組將對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí),有效壓縮現(xiàn)有系統(tǒng)的體積,并將整套系統(tǒng)放置于真空罐中,進(jìn)一步將成像對(duì)比度提高一個(gè)量級(jí)。這將為下一步搭載空間天文望遠(yuǎn)鏡開展系外類地/類木冷行星的天文成像探測(cè)和大氣光譜特征研究奠定技術(shù)基礎(chǔ)。(晉楠)
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