WFIRST太空望遠鏡“恆星眼鏡”將幫助研究系外行星

隨着先進的日冕儀或“恆星眼鏡”通過初步設計審查，NASA下一代廣域紅外探測望遠鏡（WFIRST）的主要組成部分達到了一個重要的里程碑。作為該望遠鏡系外行星普查任務的重要組成部分，其目的是阻擋恆星的光線，以便使任何繞其運行的行星都可見。

我們發現的大多數系外行星都圍繞恆星運行。這使它們很難研究，因為它們比它們的母星暗得多，導致它們迷失在眩光中，並且很難用望遠鏡進行直接地觀測。

一種避免這種情況的方法是通過日冕儀。第一個日冕儀是法國天文學家Bernard Lyot於1931年發明的，目的是研究太陽大氣的最外層或日冕。通常，只有在日全食期間才能看到日冕。由於日冕是有關太陽的結構、成分和動力學的重要信息來源，因此Lyot提出了一種方法，可以使用不透明的圓盤擋住太陽的光線，根據需要創建自己的人工日食，因此日冕變得可見。

這本質上就是WFIRST的“恆星眼鏡”所做的。根據WFIRST項目科學家Jason Rhodes的説法，目標是將入射的恆星光線減少十億分之一，同時允許系外行星發出的微弱光線通過。這將使科學家能夠直接從較大的系外行星捕獲圖像和光譜，以瞭解有關其組成和大氣的更多信息。

Rhodes説道：“藉助WFIRST，我們將能夠獲得這些大型行星的圖像和光譜，目的是證明將在未來的任務中使用的技術–最終查看表面可能有液態水或像我們星球一個有生命跡象的小型岩石行星。”

WFIRST日冕儀不會是第一個進入太空的此類望遠鏡。哈勃太空望遠鏡的複雜度要低得多，而即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡則更為先進，但不會具備WFIRST的星光抑制功能。

Rhodes表示：“ WFIRST的功率應該比任何其他日冕儀都要強大兩到三個數量級。即使只是技術演示，也應該有機會獲得一些真正引人注目的科學。”新的日冕儀通過一系列複雜的圓盤和光學擋塊與兩個安裝在活塞式致動器上的兩個柔性鏡一起工作。這些可以即時改變反射鏡的形狀，以彌補望遠鏡光學系統中的任何缺陷。同時，光學掩膜通過衍射降低了入射的星光-本質上是由於波彼此干擾，使星光本身會阻擋。

這極大地減少了星光，同時有助於捕獲高分辨率的系外行星圖像。這種“主動波前控制”可能會導致日冕儀的功能比以前的技術高100到1000倍。

WFIRST日冕儀通過設計審查後，科學家將繼續構建其實際的任務硬件。該太空望遠鏡將於2020年中期開始運行。