仅用 10 秒观看一颗系外行星 17 年的旅程

地球绕恒星（即太阳）公转一圈需要 365 天，而系外行星绘架座β b 则需要 23.6 个地球年才能绕其恒星公转一圈。现在，西北大学的一位天体物理学家兼系外行星成像师利用 17 年的镜头制作了一段延时视频，几乎完整地展示了这颗巨行星绕其恒星公转的整个过程。

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绘架座β b 是一颗巨大的行星，其质量是气态巨星木星的 12 倍。它位于绘架座，距离地球约 63 光年。这颗巨大的行星与其恒星之间的距离约为地球与太阳之间的距离的 10 倍，其质量约为太阳的 1.75 倍，亮度约为太阳的 8.7 倍。

天体物理学家杰森·王 (Jason Wang) 使用 2003 年至 2020 年期间收集的实时镜头，将长达 17 年的旅程压缩为 10 秒，展示了绘架座β b 绕其恒星运行一周的轨迹约 75%。

王在一份声明中说：“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。”

这颗非常年轻的行星只有 2000 万到 2600 万年的历史，于 2003 年首次被拍摄到。当时，与该星系的其他系外行星相比，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。它非常大，位于行星和棕矮星的边界，棕矮星的质量比行星大。”

王首先用五年的时间拍摄了绘架座β b 星的首部延时镜头。他开始与当地一名名叫玛拉基·诺埃尔的高中生合作，后者使用人工智能驱动的图像处理技术统一分析双子座天文台的双子行星成像仪和欧洲南方天文台的 NACO 和 SPHERE 仪器的档案图像数据。

“由于时间跨度很长，数据集之间存在很大差异，这需要经常调整图像处理，”诺埃尔在一份声明中说。“我真的很喜欢处理这些数据。虽然现在还不能确定，但​​天体物理学绝对是我认真考虑的一条职业道路。”

在数据经过统一处理后，王使用一种称为运动插值的算法技术来填补空白，制作出连续的视频。这使得系外行星在太空中运行时的图像看起来更加平滑。

“如果我们只是将图像组合起来，视频看起来会非常抖动，因为我们在 17 年的时间里没有每天连续观察这个系统，”王说。“算法可以消除这种抖动，所以我们可以想象如果我们每天都看到它，这颗行星会是什么样子。”

王使用了一种名为自适应光学的技术来合成视频，这种技术还有助于纠正地球大气层造成的图像模糊，并抑制系统中心恒星的眩光。这颗恒星的眩光仍然非常强烈，以至于当它靠得太近时，它的光芒会盖过绘架座β b。

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王希望系外行星视频能让观众以独特的视角了解行星运动并展示宇宙的内部运作。

“很多时候，在科学研究中，我们使用抽象的概念或数学方程式，”王说。“但像电影这样你可以亲眼看到的东西，可以让你对物理学产生一种发自内心的欣赏，而这种欣赏是仅仅看图表无法获得的。”