Beta Pictoris b：迄今為止由真實數(shù)據(jù)合成的最長的系外行星延時鏡頭。鳴謝:uux.cn/西北大學
（神秘的止由真實地球uux.cn）據(jù)西北大學（阿曼達·莫里斯）：西北大學的一名天體物理學家制作了迄今為止最長的系外行星延時視頻。
這段視頻由真實數(shù)據(jù)構建而成，數(shù)據(jù)顯示了Beta Pictoris b——一顆質量是合成木星12倍的行星——在傾斜的軌道上圍繞其恒星航行。該延時視頻將17年的系外行星鏡頭(收集于2003年至2020年之間)濃縮為10秒鐘。在這幾秒鐘內，今為鏡觀眾可以看到行星完成一個完整軌道的止由真實75%。
領導這項工作的數(shù)據(jù)西北大學天體物理學家王凱峰說:“我們還需要六年的數(shù)據(jù)，才能看到一個完整的合成軌道?！?。系外行星“我們快到了。今為鏡耐心是止由真實關鍵?！?br>作為系外行星成像方面的數(shù)據(jù)專家，王是合成西北大學溫伯格文理學院物理學和天文學助理教授，也是系外行星天體物理學跨學科探索與研究中心(CIERA)的成員。去年年底，王公布了一段歷時12年的視頻，展示了一個由四顆系外行星組成的家族圍繞其恒星運行的情況。
Pictoris b是一顆巨大的行星，位于Pictor星座，距離地球約63光年。Beta Pictoris b與其恒星(Beta Pictoris)之間的距離大約是地球與太陽之間距離的10倍。與我們的太陽相比，Pictoris的質量是它的1.75倍，亮度是它的8.7倍。它也非常年輕——只有2000萬到2600萬年。
當Beta Pictoris b在2003年首次被拍攝時，它的大小和亮度使得它比其他系外行星更容易被發(fā)現(xiàn)。
“它非常亮，”王說?！斑@就是為什么它是第一個被發(fā)現(xiàn)并直接成像的系外行星之一。它是如此之大，以至于它處于一顆行星和一顆褐矮星的邊界，這兩顆行星比行星質量更大?！?br>王幾年前開始跟蹤這顆系外行星，構建了他的第一個該系統(tǒng)的延時鏡頭，以顯示其五年的旅程。為了得到更新的更長版本的時間推移，王向伊利諾斯州溫內特卡市新特里爾高中的學生瑪拉基·諾爾尋求幫助。諾埃爾在2022年夏天作為CIERA的高中生天文學研究經(jīng)驗(REACH)項目的成員。然后，作為REACH的畢業(yè)生，Noel在2023年1月開始在王的指導下工作。
Noel使用人工智能驅動的圖像處理技術統(tǒng)一分析來自三個儀器的檔案圖像數(shù)據(jù)——一個在雙子座天文臺，兩個在歐洲南方天文臺。在Noel統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)后，Wang使用一種稱為運動插值的算法技術來填充間隙，以創(chuàng)建一個連續(xù)的視頻。否則，這顆系外行星將會四處跳躍，而不是平穩(wěn)地在太空中運行。
“如果我們只是組合圖像，視頻看起來真的很抖動，因為我們沒有連續(xù)17年每天觀看該系統(tǒng)，”王說。“算法消除了抖動，所以我們可以想象如果我們每天都看到它，這個星球會是什么樣子。”
“由于時間跨度長，數(shù)據(jù)集之間有很大的差異，這需要頻繁地調整圖像處理，”Noel說。“我真的很喜歡處理數(shù)據(jù)。雖然現(xiàn)在下定論還為時過早，但天體物理學絕對是我正在認真考慮的職業(yè)道路。”
為了組合視頻，王還使用了一種名為“自適應光學”的技術來校正由地球大氣層引起的圖像模糊，并使用專門的儀器來抑制系統(tǒng)中央恒星的眩光。(這也是為什么視頻中央有一個黑色圓圈圍繞著一個卡通明星圖標。)
即使使用了這些技術，這顆恒星的眩光仍然如此強烈，以至于當它太靠近系外行星時，它會黯然失色。對于這些部分，王用“x”標記了暫時無法觀察到的系外行星，以便觀眾可以跟蹤它的路徑。
王希望他的系外行星視頻能讓觀眾一窺行星運動，并對宇宙的內部運作表示欽佩。
“很多時候，在科學中，我們使用抽象的概念或數(shù)學方程，”王說。“但像電影這樣的東西——你可以用自己的眼睛看到——會給你一種發(fā)自內心的對物理的欣賞，這種欣賞不會從僅僅看圖表上的情節(jié)中獲得?！?br>為了制作這段視頻，王使用了雙子座天文臺的雙子座行星成像儀和歐洲南方天文臺的NACO和球體儀器的數(shù)據(jù)。
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