內容摘要：神秘的地球uux.cn）據美國國家航空航天局科學編輯團隊：首先是一個布滿灰塵的磁盤。然后是“外彗星”的可追蹤軌跡但是15年前的秋天，貝塔皮克托里斯星系拍出了天體物理學中最具標志性的照片之一:一顆行星圍
（神秘的為實地球uux.cn）據美國國家航空航天局科學編輯團隊：首先是一個布滿灰塵的磁盤。然后是系外行星“外彗星”的可追蹤軌跡但是15年前的秋天，貝塔皮克托里斯星系拍出了天體物理學中最具標志性的圖像
照片之一:一顆行星圍繞另一顆恒星旋轉的直接圖像。
這顆年輕明亮的為實恒星距離我們約63光年，肉眼可見，系外行星幾乎淹沒了行星微弱的圖像光線。當天文學家使用歐洲南方天文臺的為實望遠鏡減去星光時，這顆行星只剩下一個很小的系外行星點，幾個像素。圖像但這足以打開直接成像的為實新窗口。
這張合成圖像展示了在近紅外光下看到的系外行星β照片星的近距離環境。系外行星Beta Pictoris b是圖像中心被遮蔽的恒星旁邊的小點。這種非常微弱的為實
環境是在非常仔細地減去更亮的恒星暈之后顯現出來的。圖像的系外行星外部顯示了塵埃盤的反射光，這是圖像歐洲南方天文臺地面望遠鏡在1996年觀測到的。新探測到的源比Pictoris暗1000多倍，與圓盤對齊，投影距離是地球-太陽距離的8倍。圖像：uux.cn/ESO/A.-M. Lagrange等人。
“在那之后，我知道我想在天文學領域做什么，”瑪麗·伊戈夫說，她是南加州美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的一名研究人員，專門研究系外行星(圍繞其他恒星的行星)的直接成像。
作為一名大學生，當她第一次看到這顆名為Beta Pictoris b的行星圖像時，伊戈夫說她被驚呆了。
“嘗試拍攝系外行星，嘗試探測另一顆行星上的生命是如此令人興奮，”她說。“我被賣了。”
今天，Beta Pictoris系統，簡稱Beta Pic，因其周圍塵埃碎片的早期驚人圖像而聞名，并因大量外彗星的證據而聞名，或在除我們自己以外的恒星系統中檢測到的彗星。該系統中第二顆行星Beta Pictoris c的發現在2018年引起了科學界的極大興奮。
正如一位天文學家所說，這是一份持續不斷的禮物。
巴黎天文臺LESIA的天文學家安妮-瑪麗·拉格朗日(Anne-Marie Lagrange)說，深入參與該系統早期觀測的科學家們進行了一場艱苦的斗爭，說服一些同事他們的突破性發現是真實的，她一直致力于了解該系統超過30年。
作為一名實習生，拉格朗日在20世紀80年代中期開始了她的Beta Pic工作，就在圓盤圖像引起巨大轟動之后。她的研究里程碑之一是在20世紀80年代末發現大量氣體團塊以高達每秒200英里(350公里)的速度降落到系統中央恒星的表面。
拉格朗日和她的研究伙伴依靠IUE(國際紫外線探索者)衛星的觀測結果——她說，這是美國國家航空航天局哈勃太空望遠鏡的“祖先”——提出墜落的氣體是由蒸發的彗星造成的。
“它們是圍繞另一顆恒星[觀察到的]第一批系外彗星，”她說。“一開始，很多人都在嘲笑它。”這些發現站得住腳，2022年宣布的進一步觀察證實了系外彗星的存在。
有了這項技術，我們也許能夠回答這個非常基本的問題:地球之外的宇宙中有生命嗎？"
瑪麗·伊戈夫
南希·格蕾絲·羅曼太空望遠鏡科學小組的研究員
在20世紀90年代中期，依靠最近發射的哈勃以及越來越復雜的地面儀器，科學家們意識到Pictoris周圍的碎片盤是扭曲的，就像在太陽下放置太久的乙烯基唱片。
計算機模擬結果表明，這種扭曲是由一顆軌道運行的行星引起的引力偏斜。2008年，經過長時間的努力，拉格朗日和她的團隊找到了回報:一張巨大氣態行星的直接圖像，它如此年輕，從最近形成時就一直在發光。
“好消息是，我們10年前就預測到了，”她說。
系外行星成像的未來
在探測系外行星方面，直接成像仍然是一個相對次要的角色，它的作用將在未來幾年或幾十年內擴大，隨著技術的進步，它有望深入了解遙遠行星的性質。但即便如此，一顆行星的每張“圖像”仍將只是少數幾個像素。
這聽起來可能令人失望，尤其是在壯觀的科幻電影效果的時代。如果我們發現了一顆“類地”行星，我們將看不到大陸和海洋——至少現在還看不到。但是那個微小的光點將包含大量的信息:行星大氣、云層、溫度的細節，甚至可能是某種生命形式的跡象。
通過將來自微小點的光分成一系列顏色，科學家可以從光譜中找到缺失的線條——當星光從大氣或表面反射時，被行星大氣中的分子吸收的光線片段。缺失的切片對應于行星大氣中的特定氣體和分子，這是一種被稱為光譜學的檢測方法。
美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經在使用機載光譜儀梳理系外行星大氣的成分。在未來幾年，該機構的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡將于2027年5月發射，旨在研究成熟的木星大小的系外行星的多云大氣。“可居住世界天文臺”是一個目前處于早期規劃階段的任務概念，預計將完善這項技術，測量像我們這樣的小型巖石行星的大氣成分，所有這些都來自直接成像的系外行星的小點。
Ygouf是羅馬望遠鏡coronagraph儀器項目科學團隊的一部分，該儀器將阻擋來自母星的眩光，以便可以檢測到來自其行星的光。該儀器旨在進行技術演示，包括兩個柔性鏡子，以糾正儀器和望遠鏡本身造成的光線扭曲。
她說，Beta Pictoris的直接成像技術有朝一日可能會解開一個終極謎團。
“有了這項技術，我們也許能夠回答這個非常基本的問題:地球以外的宇宙中有沒有生命？”她說。“令人驚訝的是，不可思議的是，從幾個像素點我們就能了解一顆行星的許多信息:這些行星是類地還是氣態的，它們是否有大氣層。如果做得好的話，將來我們也許能繪制出這些行星的漂亮地圖，看到潛在的云層。它可能只有幾個像素，但你可以從中獲得如此多的信息。”
