直接成像

尋找和研究系外行星的另一種方法，是試圖阻擋恒星星光，直接拍攝系外行星，這相當(dāng)于把一只手放在探照燈前方來(lái)尋找螢火蟲。這方面的初期嘗試都以失敗告終：就算最暗的母恒星，也比系外行星亮得多。成功的秘訣，在于尋找偏離了探照燈并且比較明亮的螢火蟲。這種“螢火蟲”，就是形成后依然在高熱中發(fā)光、在遠(yuǎn)離母恒星的軌道中繞行的年輕行星。2008年，兩個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)宣布對(duì)系外行星的的直接拍照首次成功，其中包括環(huán)繞HR 8799星、年齡約為6000萬(wàn)年的3顆行星，以及環(huán)繞北落師門（南魚座主星，全天第18亮星）、年齡超過(guò)1億年的一顆行星。

為獲取這些系外行星的光譜，科學(xué)家轉(zhuǎn)向了自適應(yīng)光學(xué)。這種技術(shù)能修正由地球大氣層渦流造成的恒星星光閃爍，從而讓尋找恒星附近的系外行星變得容易得多。同樣重要的，是在望遠(yuǎn)鏡光學(xué)通道中插入阻擋恒星星光的閥板（圓盤），并且用復(fù)雜的信號(hào)處理器對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化加工。

麥金托西是美國(guó)斯坦福大學(xué)科學(xué)家和系外行星HR 8799的發(fā)現(xiàn)者之一。他說(shuō)，直接拍攝行星光譜是一種很美妙的技術(shù)，它能告訴我們有關(guān)行星本身和行星形成過(guò)程的大量信息。麥金托西團(tuán)隊(duì)2011年報(bào)告說(shuō)，運(yùn)用一部第一代直接成像儀器（它只能觀測(cè)溫度高于一個(gè)限定值的系外行星），他們首次在一顆系外行星上探查到了水蒸氣。麥金托西目前是“雙子座行星成像儀”主要調(diào)查員。這部成像儀再加上與之相似的“光譜-偏振測(cè)定高對(duì)比度系外行星調(diào)查成像儀”（簡(jiǎn)稱SPHERE，位于歐洲南方天文臺(tái)的特大望遠(yuǎn)鏡），是直接拍攝和測(cè)定溫度更低的系外行星光譜的第二代成像儀。

2014年11月，雙子座成像儀發(fā)起了為期多年的、對(duì)環(huán)繞熾熱年輕恒星的類木星行星的搜尋。對(duì)波江座51號(hào)星（一顆年齡約為2000萬(wàn)年的恒星）的初期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)了一顆類木星系外行星——波江座51b，它距離其母恒星是木星距離太陽(yáng)的2.5倍遠(yuǎn)。光譜顯示，波江座51b的大氣層中含有比其他系外行星更多的甲烷（木星大氣層中的一種已知化合物）。庫(kù)里說(shuō)，波江座51b及其他新發(fā)現(xiàn)的系外行星令人興奮之處，在于我們是在它們的光譜看起來(lái)“只有一點(diǎn)點(diǎn)更正?！钡那闆r下看見它們的。與那些更年輕、溫度更高的恒星周圍的行星（極度缺乏甲烷）相比，這些系外行星更像是木星。這可能很有助于我們了解行星形成過(guò)程。關(guān)于行星形成過(guò)程的現(xiàn)有理論，基本上都是基于在太陽(yáng)系中獲得的數(shù)據(jù)。

系外行星“HR 8799b”（想象圖）

SPHERE已經(jīng)展開了一項(xiàng)類似的探索，但這項(xiàng)始于2015年2月的探索起步較晚，探索成果相對(duì)也較少。巴黎天文臺(tái)科學(xué)家安東尼說(shuō)，SPHERE迄今為止最有趣的發(fā)現(xiàn)，是一組共5個(gè)正在高速離開微鏡座AU（一顆年輕恒星，以異常容易出現(xiàn)耀斑及其他活動(dòng)聞名）的氣團(tuán)。安東尼還說(shuō)，他們并不清楚這些氣團(tuán)是什么。