西北大学的一位天体物理学家制作了迄今为止最长的系外行星延时视频。
这段视频是根据真实数据构建而成的，显示了一颗质量是木星12倍的行星，它在倾斜的轨道上绕着它的恒星运行。这段延时视频将17年的镜头(收集于2003年至2020年之间)压缩成10秒。在这几秒钟内，观众可以看到行星完成一个完整轨道的75%。
领导这项工作的西北大学天体物理学家Jason Wang说:“我们还需要六年的数据才能看到整个轨道。”“我们快到了。耐心是关键。”
作为系外行星成像专家，王是西北大学温伯格艺术与科学学院的物理学和天文学助理教授，也是天体物理学跨学科探索与研究中心(CIERA)的成员。去年年底，王公布了一个12年的延时视频(下图)，一个由四颗系外行星组成的家族围绕着它们的恒星运行。
绘人马座β b是一颗巨大的行星，距离地球约63光年，位于绘人马座。绘人马座β b和它的恒星(绘人马座β)之间的距离大约是地球和太阳之间距离的10倍。与我们的太阳相比，绘人座β的质量是太阳的1.75倍，亮度是太阳的8.7倍。它也非常年轻，只有两千万到两千六百万年的历史。
当2003年首次拍摄到绘人族β b时，与其他系外行星相比，它的大小和亮度使其更容易被发现。
“它非常明亮，”王说。“这就是为什么它是有史以来第一批被发现并直接成像的系外行星之一。它是如此之大，以至于它位于行星和褐矮星的边界，这两种行星比行星更大。”
几年前，王开始追踪这颗系外行星，他制作了他的第一个系统的延时镜头，以显示它五年的旅程。为了更新这张加长版的延时照片，王向伊利诺伊州温内特卡市新特里尔高中的学生玛拉基·诺埃尔(Malachi Noel)寻求帮助。2022年夏天，Noel作为CIERA高中生天文学研究项目(REACH)的成员。然后，作为REACH的毕业生，Noel于2023年1月开始在Wang的指导下工作。
诺埃尔使用人工智能驱动的图像处理技术来统一分析来自三台仪器的档案图像数据——一台在双子座天文台，两台在欧洲南方天文台。在Noel对数据进行统一处理后，Wang使用一种称为运动插值的算法技术来填补空白，从而创建一个连续的视频。否则，这颗系外行星将在太空中跳跃，而不是平稳地绕轨道运行。
王说:“如果我们只是把这些图像合并在一起，视频看起来会非常紧张，因为我们已经17年没有每天连续观看系统了。”“算法消除了这种抖动，所以我们可以想象，如果我们每天都能看到这颗行星，它会是什么样子。”
诺埃尔说:“由于时间跨度长，数据集之间存在很大的多样性，这需要经常适应图像处理。”“我真的很喜欢处理这些数据。虽然现在下结论还为时过早，但天体物理学绝对是我认真考虑的职业道路。”
为了组装视频，王还使用了一种叫做“自适应光学”的技术来纠正由地球大气引起的图像模糊，并用专门的仪器来抑制系统中心恒星的眩光。(这就是为什么视频中间有一个黑色圆圈围绕着一个卡通明星图标。)
即使有了这些技术，这颗恒星的眩光仍然如此强烈，以至于当它太靠近系外行星时，它的亮度超过了它。对于这些部分，王用“x”标记了这颗短暂不可观测的系外行星，这样观众就可以追踪它的路径。
王希望他的系外行星视频能让观众一瞥行星的运动和对宇宙内部运作的钦佩。
“很多时候，在科学中，我们使用抽象的概念或数学方程，”王说。“但是像电影这样的东西——你可以亲眼看到——给你一种发自内心的对物理的欣赏，这是你仅仅从图表上看不到的。”
为了组装视频，王使用了双子座天文台的双子座行星成像仪和欧洲南方天文台的NACO和SPHERE仪器的数据。
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