探索地外星球的新方法：利用先進望遠鏡對行星直接成像
對太陽系外行星直接成像
美國宇航局最近領導了一個大型直接成像任務：採用先進的太空望遠鏡，直接對太陽系外行星成像。這項任務可解答關於行星系統的重要問題：比如我們的太陽系是否是一種罕見的存在？太陽系以外的行星是否存在生命？等等。
1---什麼是太陽系外行星？
太陽系外行星是指在我們的太陽系外圍繞恆星運行的行星。在過去十年中已經取得了令人矚目的研究成果。美國國家科學院、工程學院和醫學院的一份新的國會強制性報告確定了系外行星科學領域的兩個總體目標：
第一，瞭解行星系統作為恆星形成物的產生和演變方式，並描述其結構、組成和環境的多樣性。
第二，充分了解系外行星，識別潛在的可居住環境，並在圍繞其他恆星運行的世界中尋找生命存在的科學證據。
基於這些目標，撰寫該報告的委員會發現：我們目前對太陽系外行星特徵範圍的瞭解基本上是不完整的。利用理論和觀察來研究系外行星可居住性的整體方法，最終將需要在宇宙的其他地方尋找過去和現在生活的證據。
2---系外行星直接成像是一項艱鉅的任務
委員會認識到開發直接成像能力的太空望遠鏡需要大量的投資和長時間的積累才能看到成果。但這項工作將促進科學界的發展和技術水平的發展，以瞭解未知的世界。為了檢測類似於我們自己的“地球-太陽系統”的系統，該報告建議研製能夠通過阻擋母星發出的光（例如日冕或星光）來直接對系外行星成像的儀器。
報告稱，由兩架美國領導支持的地面天文望遠鏡也將在研究行星形成和潛在的類似世界方面發揮關鍵作用。未來的巨型麥哲倫望遠鏡（GMT）和擬議的三十米望遠鏡（TMT）將在觀測整個行星系統的成像和光譜(光的吸收和發射)能力上取得重大進展。此外，還可以檢測到近地行星和小恆星周圍的溫帶陸地行星中的氧分子。
3---現有條件以及後續計劃
委員會指出，在外層空間研究中充分發揮GMT和TMT潛力的技術路線圖需要大量投資，還需要利用現有的美國中心實驗室網絡。報告建議美國國家科學基金會投資望遠鏡及其系外行星儀器建設，以便為美國形成全天候的系外行星觀測通道。委員會表示，雖然像開普勒太空望遠鏡(NASA設計用來發現環繞其他恆星之類地行星的太空望遠鏡)已完成了大量接近恆星的行星群的觀測，但我們對宇宙外圍世界的瞭解還是非常缺乏。
該報告稱，在2010年十年調查中獲得最高優先級的大型太空任務WFIRST將扮演兩個極其重要的角色：首先，它將允許對距離他們的恆星更遠的行星進行研究，而不是開普勒望遠鏡和其他儀器調查過的。其次，它將實現大型直接成像任務。美國宇航局應該建立一種機制，在詹姆斯韋伯太空望遠鏡任務早期系統地收集系外行星大氣層的數據。該委員會還建議建立NASA跨學科合作計劃模型，支持跨部門研究工作，邀請跨學科研究提案。
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