中國取得系外行星超高對比度成像關鍵技術

超高對比度成像系統實驗結果
尋找另一個存在生命的星球是人類有史以來一直追求的夢想。這需要探測圍繞太陽光譜型恆星宜居帶內地球質量的行星系統,通過光譜研究該類行星大氣成分,以確定其上是否存在生命特徵信號,從而最終解答人類在宇宙中是否孤獨? 這一基本科學問題。其挑戰在於直接探測來自類地行星的光子訊號,需要解決來自望遠鏡衍射產生的光子噪聲以及由光學元件等不理想表面介入波像差產生的散斑噪聲,以最終達到百億倍成像對比度。國際團隊多采用可變形鏡對上述波像差進行校正。但是,由於受到可變形鏡有效單元數限制,其高對比度成像暗區面積非常小,這將導致未來空間類地行星成像探測效率較低。

南京天光所繫外行星探測和高分辨率成像研究組在空間超高對比度成像技術領域取得了突破性進展:首次提出了一種在大面積工作區域內產生超高對比度成像技術方案。採用星冕儀結合液晶空間光調製器(spatial light modulator)波像差校正,可以獲得與採用可變形鏡(Deformable mirror)相當的成像對比度(10^-10),而成像區域超過國際其他團隊,這將有望極大地提高系外行星空間成像探測效率。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》

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