马特·威廉姆斯，《今日宇宙》 这位艺术家的印象显示了一个食双星系统
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calada 在过去的几十年里，随着超过4000颗系外行星的确认，太阳系外行星的研究得到了突飞猛进的发展
由于有如此多的行星可供研究，系外行星研究人员的重点正从发现转向表征
在未来几年里，新技术和下一代望远镜也将使直接成像研究成为可能，这将极大地提高我们对系外行星大气的理解
为了促进这一过程，天文学家将依赖于昂贵的技术，如日冕仪和恒星光圈，它们阻挡恒星的光，因此围绕它运行的任何行星都将变得更加可见
然而，根据一个由天文学家和宇宙学家组成的国际团队的一项新研究，双星的遮挡可以提供直接成像围绕它们运行的行星所需的所有阴影
这项研究最近出现在网上，由哲学博士斯特凡诺·贝罗蒂领导
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图卢兹大学天体物理学和平面学研究所的学生
CNRS国家科学研究中心、史都华天文台、日本国家天文台和美国宇航局艾姆斯研究中心的研究人员也加入了他的行列
顾名思义，直接成像方法包括通过分析行星表面和/或大气反射的光来直接研究行星
当涉及到系外行星研究时，这种方法是有利可图的，因为它允许天文学家直接从行星的大气中获得光谱，从而揭示其化学成分以及它是否适合居住
贝罗蒂通过电子邮件对《今日宇宙》说:“首先，这个方法给了你一个可靠的‘是’或‘否’的答案:行星存在与否
此外，因为这种方法允许我们直接收集来自行星的光，我们可以直接检查其大气的化学成分，并了解其特征(云)
最终，这些信息使我们能够评估行星的可居住性，这是目前外行星科学的主要焦点
" 然而，这种方法带来了许多挑战，因为星光可能比其行星反射的任何光线都亮10亿倍
通过检查红外光谱中的反射光，科学家能够将这种差异减少一个数量级(恒星看起来亮一百万倍)
由于这些限制，迄今为止使用直接成像方法只发现了50颗行星
在很大程度上，这些行星是围绕其恒星有着宽广轨道的气态巨行星
天文学家预计，依靠自适应光学、日冕物质抛射仪甚至轨道航天器(如美国国家航空航天局提出的恒星阴影)的下一代望远镜，将能够成像更靠近其行星轨道的更小的岩石行星
一位艺术家对太阳系外行星HR8799e的插图
欧洲南方天文台超大型望远镜干涉仪上的重力仪器首次对这颗行星及其大气层进行了直接光学观测
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calada 然而，为了他们的研究，贝罗蒂和他的同事们研究了在没有任何昂贵工具的情况下，超越二进制文件来完成同样工作的可能性
顾名思义，日蚀双星系统由两颗恒星组成，相对于观测者而言，这两颗恒星周期性地在彼此前方经过
当这种情况发生时，系统中一颗恒星的亮度会暂时被阻挡，导致亮度降低
贝罗蒂解释说，通过使用食双星，天文学家可以利用恒星系统已经经历周期性变暗的事实——这是可预测的，并且可以精确计时
“从这个意义上说，日食事件以一种自然的方式抑制了来自双星的星光，因此增强了双星和潜在行星之间的对比度
然而，日食事件并不被认为是日冕物质抛射或人造恒星死亡的替代品，但它可以被认为是一种额外的工具，可以与日冕物质抛射一起使用，以提高对比度
事实上，因为在月食期间，双星系统会变得像单个恒星一样点状，所以可以应用冠状照相术等技术来一次挡住整个双星系统的光线
" 为了测试这一点，研究小组从几个星表中选择了日食双星，它们的光度在日食期间下降了10倍
他们还根据系外行星是否发出自己的光来区分它们的类型
自发光或反射光
然后，他们根据行星的质量，以及用现在或未来的望远镜是否能看到它们，来模拟轨道行星会有多亮
“围绕着两个目标，分别是[U Cephei]和[AC Scuti]，我们对大约4的行星[敏感]
5个木星质量和9个木星质量，以及目前的地面或近期的天基仪器，大约1
贝罗蒂说:“5个木星质量和6个木星质量的未来地面观测站(如[超大型望远镜(ELT)]
对于反射光行星，他们选择了三个离地球最近的食双星:V1412阿基莱、右卡埃利和RT皮克托里斯
对于这些系统，他们使用木星、金星和地球作为任何可能的系外行星的模板
在这里，他们也获得了一些积极的结果
贝洛蒂补充说:“我们的结论是，一颗行星-恒星间隔为20[毫弧秒]的类似木星的行星，可能会在未来的地面和天基技术中围绕所有三个目标成像。”
“在RR Cae和RT Pic附近，一颗类似金星的行星在相同的间隔上可能是可探测的，但是一颗可居住的类似地球的行星是具有挑战性的，因为与现代冠状动脉造影术的角度间隔极限相比，行星-恒星的间隔太小了
" 在未来的几年里，像超大型望远镜(ELT)、三十米望远镜(TMT)和巨型麦哲伦望远镜(GMT)这样的地面天文台有望实现对类地系外行星的直接成像研究
同样，詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜(RST)将拥有先进的红外仪器，也将能够直接研究系外行星大气
虽然这些下一代望远镜在直接观察系外行星方面会有更好的机会，但令人鼓舞的是，不太先进的天文台仍然可以对日食双星进行直接成像研究
此外，这些恒星系统也可以为先进的望远镜提供机会，因为当它们的恒星被遮挡时，它们将能够更好地观察系外行星
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