##

艺术家绘制的新一代系外行星探测望远镜概念图。该望远镜采用天地协同构型：星冕仪（位于图中上方中央）部署于轨道空间，用于遮挡恒星强光；地面望远镜则凭借其高分辨率与高灵敏度，实现对类地大小乃至类地环境系外行星的探测。图像来源：艾哈迈德索利曼Phys.org

地球大小的系外行星之所以难以发现，是因为它们体积小且距离我们极其遥远。 目前，研究人员提出了一种结合地面与空间望远镜的协同观测方法。 大型地面望远镜配合空间遮星板，有望帮助天文学家更直接地观测到更多地球大小的系外行星。

摄影：[Iuliia Dutchak] / Unsplash

我们深爱的地球天空社区照片栏目已恢复上线。欢迎大家继续分享您拍摄的美丽照片。

发现类地系外行星的新方法

天文学家近年来发现了越来越多与地球大小相当的系外行星。然而，由于这些行星体积小且距离遥远，分析它们的大气层甚至直接成像都极为困难。目前，天文学家主要依靠地面望远镜和空间望远镜来探测这些行星，但两者均存在局限性。是否存在更优的解决方案？一个国际研究团队于2026年3月6日提出，可采用一种结合两种望远镜优势的混合观测系统——地球类系外行星混合观测台（HOEE）。该系统本质上是一个地面望远镜搭配一个太空星影遮蔽器。其核心目标是寻找与地球相似的系外行星。

摄影：[Peter Luo] / Unsplash

星罩将遮挡恒星发出的光线，使地面望远镜能够凭借所需的角分辨率和灵敏度，直接探测类地大小的系外行星。

劳伦斯托格内蒂曾为《今日宇宙》撰文介绍新型星罩概念。

艾哈迈德索利曼是美国国家航空航天局喷气推进实验室的一名科学家和技术专家，也是这项新研究的主要作者。

研究人员在《自然天文学》期刊上发表了经同行评审的概念性成果。

艾哈迈德苏莱曼是美国国家航空航天局喷气推进实验室的科学家兼技术专家，也是关于利用轨道星冕仪与大型地面望远镜搜寻类地系外行星的新研究的主要作者。图片由美国国家航空航天局喷气推进实验室提供。

地面望远镜与空间望远镜的局限性

空间望远镜（例如詹姆斯韦布空间望远镜和南希格雷斯罗曼空间望远镜）采用内置日冕仪而非星影器，以遮挡目标恒星的强光，从而显著提升系外行星的探测能力。然而，该技术目前更适用于木星等体积较大的气态巨行星；对于地球大小的岩石行星，由于其与宿主恒星之间的亮度对比度不足，难以被清晰分辨。

地面望远镜自身存在诸多局限。地球大气的湍流以及仪器本身的对比度问题，同样制约着对更小行星的搜寻。

许多人认为只有像南希格雷斯罗曼太空望远镜、詹姆斯韦布太空望远镜或拟议中的宜居世界天文台这样的大型空间望远镜才能搜寻太阳系以外的生命，但他们并不了解我们由美国国家航空航天局创新先进概念（NIAC）资助的类地系外行星混合观测站（HOEE）研究项目所能实现的功能。 目前的空间望远镜，例如詹姆斯韦布太空望远镜和即将发射的南希格雷斯罗曼太空望远镜，使用内部日冕仪进行直接成像，但其对比度尚不足以直接探测位于宜居带内的真正类地行星。现有的地面望远镜也缺乏所需的对比度和角分辨率。一种结合空间部署的星冕遮光罩与大型地面望远镜的混合系统，将显著提升恒星杂散光的抑制能力和角分辨率，从而实现对类地系外行星的直接探测。

许多人认为，只有大型空间望远镜（如南希格雷斯罗曼空间望远镜、詹姆斯韦布空间望远镜或拟议中的宜居世界天文台）才能开展太阳系外生命搜寻任务，但他们并不了解美国国家航空航天局创新先进概念（NIAC）资助的一项研究——类地系外行星混合观测台（HOEE）所具备的能力。

目前的空间望远镜，如詹姆斯韦布空间望远镜和即将发射的南希格雷斯罗曼空间望远镜，均采用内部日冕仪进行直接成像，但其对比度尚不足以直接探测位于宜居带内的类地行星。现有的地面望远镜也缺乏所需的对比度和角分辨率。一种结合空间部署的星冕遮光罩与大型地面望远镜的混合系统，将显著提升恒星杂散光抑制能力和角分辨率，从而实现对类地系外行星的直接探测。

该示意图展示了类地系外行星混合观测站（HOEE）任务如何对数百个行星系统的行星光谱进行观测。图片来源：约翰马瑟美国国家航空航天局。

两者兼得：混合式望远镜概念

有没有更好的方法？研究人员提出一个独特的解决方案：利用地面望远镜和空间望远镜的各个方面。

HOEE研究提出，利用地面望远镜配合轨道运行的星影遮光罩来遮挡恒星强光。这样，星影遮光罩弥补了地面望远镜自身无法有效抑制恒星光的不足，而地面望远镜则可发挥其高角分辨率与高灵敏度的优势，从而实现二者优势的结合。

这是一种类似的星盾概念，即在空间望远镜前方部署一个大型星盾，用于遮挡目标恒星发出的强光。图片来自美国国家航空航天局（NASA）。

测试该概念

为验证该设想，研究团队采用了与即将建成的极大望远镜（ELT）、三十米望远镜（TMT）以及巨型麦哲伦望远镜（GMT）相关的分析方法。团队成员包括诺贝尔奖得主约翰C马瑟和米歇尔迈耶，后者曾发现首颗围绕类太阳恒星运行的系外行星。

测试取得成功，结果表明这种混合式概念可行。将两种类型的望远镜结合使用，可实现直接探测地球大小系外行星所需的对比度。

喷气推进实验室也在开展一个类似项目，旨在设计一种大型星影遮光罩，将其部署在空间望远镜前方，以遮挡目标恒星发出的强光。

底线是：发现地球大小或可能类似地球的系外行星并不容易。一项新提议建议将轨道星冕与大型地面望远镜结合使用。

利用地面望远镜与共轨星影器对类地系外行星的观测

通过《今日宇宙》

BY: Paul Scott Anderson

FY: AI

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处