系外行星没办法隐藏创新新仪器的秘密

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当美国宇航局艾姆斯研究中心的史蒂夫B豪威尔和他的团队使用他们设计的高分辨率成像仪器Alopeke(福克斯当代夏威夷)时，他们取得了突破。该团队观察到了系外行星开普勒-13b，它位于大约2000光年外的开普勒-13AB双星系统中的一颗恒星前面。在这次尝试之前，系外行星的真实性质还是个谜。

“对开普勒-13b感到困惑：它是一颗低质量的恒星，还是像木星一样的热世界？所以我们用一种巧妙的仪器‘Alopeke’设计了一个实验，”Howell说。这项研究最近发表在《天文学杂志》上。”豪厄尔解释说：“我们同时监测恒星、开普勒A和开普勒B，并寻找行星运输过程中亮度的任何变化。”令我们高兴的是，我们不仅解开了这个谜团，还打开了一扇进入系外行星研究新时代的窗户。"

双子座赞助商之一、美国国家科学基金会的克里斯戴维斯说：“双胜利提高了像Alopeke在系外行星研究中’这样的仪器的重要性。“双子座天文台高超的视觉和望远镜能力，以及创新的‘Alopeke’仪器，使这一发现在短短四个小时的观测中成为可能。"

Alopeke执行“斑点成像”，每分钟收集60毫秒的曝光。在处理了大量数据后，最终图像没有受到大气湍流的不利影响——大气湍流可能会扩大、模糊和扭曲恒星图像。

“大约一半的系外行星围绕着一颗生活在双星系统中的恒星旋转，然而，直到现在，我们仍然无法确定这颗行星上可以存在哪颗恒星，”豪威尔说。

该团队的分析表明，开普勒A的光显著下降，这证明了行星围绕两颗恒星的亮度运动。此外，‘Alopeke’同时提供红色和蓝色波长数据，这是散斑成像仪不寻常的能力。对比红色和蓝色的数据，研究人员惊讶地发现，蓝光的衰减大约是红光的两倍。这可以用大气层非常广阔的系外行星来解释，它们能更有效地阻挡蓝色波长的光。因此，这些对多分散点的观察给了我们这个遥远世界的外观一个迷人的一瞥。

早期的观测已经指出，这个过境天体要么是一颗低质量恒星，要么是一颗褐矮星(介于最重行星和最亮恒星之间的天体)。然而，豪威尔和他的团队的研究几乎可以肯定地表明，这个物体是一个巨大的系外行星，其气体类似于木星，由于暴露在其主星的巨大辐射下，木星有一个“膨胀”的大气层。

阿洛佩克在智利的双子座南方望远镜中有一对名叫佐罗的双胞胎，这是西班牙语中狐狸的名字。像‘Alopeke’一样，Zorro可以在蓝色和红色波长下执行斑点成像。这两个仪器在两个半球的存在使双子座天文台能够解决多恒星系统中已知的数千颗系外行星。

团队成员、Alopeke仪器科学家Andrew Stephens在Gemini North望远镜上说：“随着快速和低噪声探测器等技术变得更加容易获得，散斑成像正在经历复兴。“结合双子座的大主镜，‘Alopeke’真的通过为搜索增加另一个维度，使发现更重要的系外行星成为可能。"

法国天文学家安托万拉贝雷(Antoine Labeyrie)在1970年首次提出，散斑成像是基于这样一种观点，即当获得非常短的曝光时间时，大气湍流会被“冻结”。在这些短曝光中，恒星看起来像小斑点或斑点的集合，其中每个斑点都有望远镜最佳分辨率的大小。当进行多次曝光并使用巧妙的数学方法时，这些斑点可以被重建以形成源的真实图像，并消除大气湍流的影响。因此，望远镜可以产生最高质量的图像，并有效地从地面获得天基分辨率，使这些仪器成为可能有行星的太阳系外环境的优秀探测器。

围绕其他恒星运行的行星的发现改变了我们在宇宙中的位置。太空任务，如NASA的开普勒/K2太空望远镜和Transit行星外测量卫星(TESS)，发现天空中绕恒星运行的行星数量是肉眼可见恒星的两倍；到目前为止，发现的总数徘徊在4000个左右。虽然这些望远镜通过在行星通过前寻找恒星亮度的微小倾角来探测系外行星，但它们有其局限性。

豪威尔说：“这些任务观察的是包含数十万颗恒星的大视场，因此它们不需要更深入探索所需的精细空间分辨率。“系外行星研究的主要发现之一是，大约一半的系外行星轨道恒星存在于双星系统中。了解这些复杂的系统需要能够进行时间敏感的观察并以非常清晰的方式研究细节的技术。”

“我们与开普勒-13b的合作是未来多卫星系统研究系外行星的一个模式，”豪威尔继续说道。“这些观点强调，高分辨率成像和强大的望远镜就像双子座不仅能评估哪些恒星和行星是双星，还能有力地确定哪些恒星有系外行星的轨道。”

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