革命性空间望远镜设计助力天文学家寻找宜居行星

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望远镜是人类历史上最不可思议的发明之一。它们已经存在了几个世纪，随着时间的推移，它们经历了许多升级，让我们能更远地观察宇宙，清晰度也大大提高。

这个概念相对简单，利用镜子和透镜放大各种类型的光，以便看到非常遥远的物体。这些透镜和镜子是圆形的，从一开始就是如此。

然而，由伦斯勒理工学院的海迪·纽伯格教授领导的一组研究人员提出了一种新设计，他们声称这种设计能够更好地探测遥远的行星。新设计不再使用圆形透镜，而是使用一个宽1米、长20米（3英尺乘66英尺）的矩形镜子，并结合一个独立操作、位置良好地放置在镜子前的其他组件。

这个提案在一篇已经在《天文学与空间科学前沿》上发表的论文中进行了描述。

那么，为什么要设计新设计呢？其实，这一切都跟它要找什么有关。

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一个可能成为我们所能识别的其他生命形式的家园，或者如果我们发展出星际旅行，这颗行星甚至可以成为我们的第二个家园的行星，必须与地球有一些共同特征。例如，必须有水，这意味着在中红外光谱中寻找水是有意义的。水在10微米波长的光下发出光。

然而，许多望远镜都能做到这一点。关键在于如何在不被恒星光芒淹没的情况下发现行星。恒星比行星亮得多。在大多数情况下，亮度通常高出数十亿倍，因此，找到一种既能过滤恒星光线又不阻挡行星反射光的方式是一个巨大的挑战。

然而，更容易过滤掉那种光线的一种方法是有物体将其遮挡。这在过去是通过使用星影航天器实现的，该航天器被放置在望远镜前方的特定距离，以便望远镜只看到行星。基本上，星影航天器能够在需要时制造一个日食，以便研究人员能够观察到行星本身。

Proba-3卫星使用这种技术执行更局部的任务。

在寻找远距离的潜在行星时，这种方法同样有效。望远镜的两个组件需要根据目标恒星的位置进行准确定位，但这可以相对容易地计算。

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一旦就位，矩形望远镜能够预测行星的位置，同时过滤掉来自恒星的光。长而细的望远镜在发射时更具实用性。在太空中设置长矩形望远镜比设置巨大的圆形望远镜容易得多。

团队预计，如果他们提议的望远镜被制造并发射，他们将能够在距离我们30光年内找到至少27个地球大小的行星，为我们提供了许多选择，以便探讨生命是否在银河系的其他地方进化过。

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