中國科學家空間超高對比度成像技術獲進展—新聞—科學網

2020-12-05 科學網

 

本報訊 近期，中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所系外行星探測和高解析度成像研究組，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。該結果於11月18日發表於《天體物理學報》。

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信號，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10-10（百億倍）成像對比度。國際團隊多採用可變形鏡（DM）對上述波像差進行校正。但受到DM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。

採用星冕儀結合液晶空間光調製器（SLM）波像差校正，可獲得與採用DM相當的成像對比度（10-10），而成像區域超過國際其他團隊，這將有望極大提高系外行星空間成像探測效率。

下一步，項目組將對現有實驗系統進行優化升級，有效壓縮現有系統的體積，並將整套系統放置於真空罐中，進一步將成像對比度提高一個量級。這將為下一步搭載空間天文望遠鏡開展系外類地/類木冷行星的天文成像探測和大氣光譜特徵研究奠定技術基礎。（晉楠）

《中國科學報》 (2016-11-24 第1版 要聞)

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