科学家们长期以来致力于在宇宙中寻找生命，而未来的关键一步是直接拍摄那些围绕着类太阳恒星、处于宜居轨道上的地球大小的行星。最新发现的恒星伴星系统 HIP 71618 B 为这一目标提供了关键的验证机会。该系统拥有理想的角距离和亮度比，使其成为即将发射的美国宇航局南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的完美测试目标。这次验证将推动极高对比度观测技术的发展，为最终实现直接成像“外星地球”并解答宇宙生命是否存在这一重大问题铺平道路。
寻找“外星地球”的终极目标
人类一直在探索宇宙，思考我们是否是唯一的生命存在。虽然我们可以在太阳系内派遣探测器，但要寻找更遥远的生命，我们需要直接扫描系外行星以寻找生命印记。
这正是未来“宜居世界天文台”（Habitable Worlds Observatory）这一宏伟任务的目标。它的核心是直接成像：
- 地球大小的行星
- 位于类似地球的轨道距离上
- 围绕类似太阳的恒星运行
能否实现这一目标，完全取决于我们日冕仪技术的进步。
关键技术：日冕仪
日冕仪的原理非常简单，类似于地球上发生的日全食。在日全食期间，月球挡住了太阳的光芒，使我们能看到平时被淹没在强光中的太阳日冕和背景星空。
太空望远镜上的日冕仪采用同样的思路，但它遮挡的是遥远恒星的光。
- 一个微小的遮挡盘被放置在望远镜镜头前，精确地挡住恒星本身的光芒。
- 通过遮挡主星光，周围极其暗淡的物体，如行星或尘埃盘，就能被观测到。
- 从哈勃望远镜到詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），日冕仪技术一直在进步。
对比度是衡量日冕仪性能的关键指标。它指的是仪器能探测到的伴星相对于主星的亮度有多暗。
技术演进与挑战
尽管每一次技术升级都带来了巨大飞跃，但要拍到“外星地球”，我们仍面临巨大挑战。
- 哈勃望远镜： 对比度约为 10⁻³，意味着只能看到亮度至少是主星千分之一的天体。它首次让我们直接看到了系外行星和碎片盘。
- 詹姆斯·韦伯望远镜 (JWST)： 对比度提升了近百倍，达到 10⁻⁵。这使它能够看到行星环、缝隙以及木星大小的行星，但仍然不够。
直接成像“外星地球”的难点在于：
- 行星本身不发光，比恒星暗淡得多。
- 地球大小的行星非常小，且离主星很近，难以分辨。
- 要实现这一目标，需要的对比度高达 10⁻¹⁰ 或更高，远超 JWST 的能力。
下一次飞跃：罗曼太空望远镜
为了弥补这一差距，科学家们正在为美国宇航局的下一代旗舰任务——南希·格雷斯·罗曼太空望远镜开发更先进的日冕仪。
这台望远镜的日冕仪是迄今为止最先进的，其设计目标是：
- 实现 10⁻⁷ 到 10⁻⁹ 的对比度。
- 在可见光波段工作，这对于寻找生命印记至关重要。
然而，这些性能数据都来自实验室测试。它在太空中实际表现如何？我们需要一个合适的天体目标来检验它。
完美的测试目标：HIP 71618 B
这就是最新发现的意义所在。科学家们终于找到了一个完全符合罗曼望远镜技术验证所需条件的天然天体系统。
理想的测试目标需要满足以下条件：
- 主星与伴星的角距在 0.15 到 0.45 角秒之间。
- 伴星的亮度不超过主星的千万分之一（10⁻⁷）。
- 观测波长需小于 600 纳米（可见光范围）。
新发现的 HIP 71618 B 系统恰好满足了所有这些要求。它是一个围绕明亮主星运行的褐矮星（失败的恒星），距离我们 188 光年。
“HIP 71618 系统为我们进行技术演示提供了所需的一切。它的主星足够亮，其伴星 HIP 71618 B 的位置正好在罗曼望远镜新技术的工作范围内。我们预测，在罗曼日冕仪的工作波段，HIP 71618 B 相对于其主星足够暗，一次强有力的探测将能验证这些技术。” — 发现研究的主要作者，Mona El Morsy
为何这一发现至关重要
找到 HIP 71618 B 并非只是发现了一个新的天体系统，它的真正价值在于它是一个完美的校准工具。
通过用罗曼望远镜观测这个系统，科学家们可以：
- 实地检验日冕仪在太空中的真实性能。
- 验证和优化我们为拍摄“外星地球”而开发的技术路线图。
- 为未来的“宜居世界天文台”积累宝贵的技术专长和经验。
这个发现是迈向终极科学目标——直接成像“外星地球”并回答“我们是否孤独”这一问题的关键一步。我们拥有了仪器、设施和专业知识，现在只需要沿着已经规划好的路线图继续前进。