行星|花瓣状的星冕仪助力探索类地行星

宇宙中充满了行星 。我希望人类在十年内建造一个宇宙望远镜 , 用来发现围绕恒星的类地行星 , 并且弄清楚它是否能孕育生命 。在位于普林斯顿的美国宇航局喷气动力实验室里 , 我和我的同事们正在致力于开发一项技术 , 在不久的将来 , 能够达到那个目的 。
【行星|花瓣状的星冕仪助力探索类地行星】行星|花瓣状的星冕仪助力探索类地行星
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如今的天文学家相信银河系的每颗恒星都至少有一个行星 , 并且推测这些恒星中多达五分之一拥有着可能孕育生命的类地行星 , 但是我们还没有发现任何一个 。我们只是间接地探测到了类地行星的存在 。这张图片是美国国家航空航天局著名的暗淡蓝点的图像 。它是1990年由旅行者一号摄制的 , 当它即将离开太阳系时 , 研究人员将它转向 , 在六十亿千米之外拍摄了这张地球的照片 。
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我想要给围绕另外一个恒星的类地行星照相 , 可是我们为什么还没有那样做呢?为什么很难做到呢?好吧 , 想了解这个问题的话 , 想像一下我们带着哈勃宇宙望远镜来到火星轨道之外 , 并且掉转方向 。我们会得到一张稍微有些模糊的地球照片 , 因为在火星之外的轨道上 , 这架望远镜相对来说很小 。现在让我们把它移到十倍远的地方 。现在我们在天王星的轨道上 。地球变小了 , 照片细节更少 , 分辨率更低 , 但还是能看到小小的月亮 。现在我们再往外走十倍远 。
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我们现在在太阳系的边界 , 柯伊伯带之外 。现在完全不能分辨清楚地球了 。地球变成了卡尔·萨根所说的那个黯淡蓝点 。现在让我们再移到又一个十倍远的距离 。这时我们在奥尔特云以外 , 在太阳系以外了 , 太阳移动到视野之内 , 占据了原本行星的位置 。再一次 , 后退十倍远 。现在我们在半人马座α星 , 这是靠我们最近的恒星之一 , 行星完全看不见了 , 我们所看见的是一个恒星的巨大光柱 , 那比行星耀眼一百亿倍 , 行星应该在那个小小的红色圈子里 。那就是我们想看见的东西 , 所以给系外行星拍照非常艰难 。从恒星而来的光是衍射的 , 衍射的光线在望远镜内分散 , 形成了很明亮的图像 , 冲淡了行星的光亮 。那样的话 , 要看到行星 , 我们必须处理一下这些光线 。我们必须消除它们 。我有很多同事们正在致力于开发神奇的技术 , 以消除干扰的光线 , 但今天我想要告诉你们一个我认为是最酷的技术 , 最可能在十年之内帮助我们发现另一个“地球”的技术 。
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这项技术最先由莱曼·斯皮策提议 , 他是现代天文望远镜之父 , 1962年的一次日食给了他这个灵感 。你们已经看到 , 这是日食 。月亮已经移到太阳的前面 , 它挡住了大部分的光 , 所以我们能看到微弱的围绕太阳的日冕 。如果我把我的大拇指竖起来 , 挡住直射进我眼中的聚光灯 , 也会是同样的效果 , 而且我能看见坐在最后一排的观众 。怎么一回事呢?嗯 , 月亮在地球上投下了一个阴影 。我们在那个阴影里放了一座望远镜或者一架照相机 , 再透过这些仪器看太阳 , 大部分的光被挡住了 , 这使我们能看到日冕中微弱的、精巧的结构 。斯皮策建议的是 , 我们在宇宙里这样做 。


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