一个系外行星搜寻仪器已经在夏威夷安装了将近十年

在夏威夷休眠火山的顶部，数百件极其精致的仪器(旨在帮助科学家发现遥远的世界)散落在地面上。

“想象一下组装一堆巨大的乐高玩具，除了没有说明；你做过一次，但后来你不得不把它拆开，放进一个小包里，”雅各布比恩说。芝加哥大学的天文学和天体物理学。“另外，你身高14000英尺，空气稀薄时，会损害你的判断和思维能力。因此，在这里，你必须轮班工作12个小时来搬运重物，并尝试组装精美的乐器。”

作为UChicago项目的负责人，这是比恩的任务，比恩负责建造和安装创新仪器，这些仪器将扫描天空中新的系外行星——其他可能存在生命的太阳系世界。在过去的八年里，比恩和他的团队设计并制造了一种叫做Maroon-X的仪器，今年夏天，他们终于将它附着在夏威夷莫纳克山山顶双子座天文台的望远镜上。

遥远世界的专家Bien说：“对我的团队来说，调试这台仪器花了六个月的时间。”他的研究重点是发现和检查其他太阳系中潜在的宜居行星。“但在接下来的十年里，我们将了解到我们以前从未了解过的可居住世界。这将是一个真正的变化。”

几十年前，随着技术的进步，科学家们开始从遥远的太阳系中围绕其他恒星运行的行星上发现非常微弱的信号。有很多发现。目前，NASA已经列出了4000颗已确认的系外行星和数千颗候选行星。

然而，我们仍然没有表面条件适合居住的类地系外行星。关于类地行星，这就是为什么很难发现和描述它们，这就是为什么需要这么长时间。因为这些行星围绕着一颗至少比它们亮一百万倍的恒星旋转，试图直接找到它们就像在国家另一边的灯塔旁边看到一只萤火虫。因此，科学家必须根据它们对恒星的影响，找到间接找到它们的方法。

马龙-X通过注意一个微小的引力拖轮来做到这一点，当一颗系外行星(或两个、五个或七个)围绕它运行时，它会作用在它的恒星上。这种阻力将导致恒星在其轨道上只摆动一点点。但足以抓住它。

MAROON-X安装在双子座北望远镜上，将25英尺望远镜收集的所有光线聚焦到一个像头发一样宽的地方。然后它将光线分成不同颜色的彩虹，并读取每个波段的强度。当恒星向前或向后移动时，光线的颜色会略有变化。冰恩说：“这有点像星星的雷达炮。”

通过捕捉这种摆动，科学家可以计算出吸引恒星的隐藏行星的质量。

当然，要求的准确性是不可思议的。比恩说：“当光线照射到我们的探测器上时，这种变化是人眼无法察觉的。它是千分之一像素。它接近探测器中硅原子的大小。”“即使对于大型望远镜来说，这颗星也是暗淡的。我们可以分辨出它是以与人类行走速度相当的速度(即每秒几英尺)向我们移动还是远离我们。”

研究科学家安德烈亚斯法吉特(Andreas Faget)说：“我们所寻找的变化是如此之小，以至于我们不得不在每天晚上观察之前重新校准仪器。”

“这真是爱的努力”

比恩和赛法哈特花了近十年的时间设计和制造Maroon-X。如此精确，以至于需要精确地控制环境。比恩说：“即使是温度或气压的轻微变化也会使读数下降，所以它在俄罗斯的建造就像一个洋娃娃——它位于真空室中，真空室本身是绝缘的，而步入式冰箱在一定程度上将温度保持在千分之一的水平。

一旦他们对仪器的性能感到满意，他们就开始了把它从芝加哥运到夏威夷的艰苦工作。“在这台仪器上花了八年时间，然后看着卡车在装货码头开走，直到两周后，这真的很令人不安。”是的。

MAROON-X的第一张灯光图像添加了能让人视觉化的颜色。该仪器将望远镜发出的光分开，并读取每个波段的强度。如果恒星上的一颗行星在其引力轨道上拉动行星，强度会略有变化。图片由安德烈亚斯塞法哈特提供

但装有设备的包装盒被安全地运送到了夏威夷，在那里，比恩、赛法吉特和博士后朱利安斯特尔默和大卫卡斯珀组装了乐高玩具。9月23日，MAROON-X进行了正式的一读。

该仪器将与美国宇航局的过渡系外行星调查卫星(TESS)合作，获得候选系外行星的完整图像。TESS寻找行星经过恒星时光线的暗淡程度，这样科学家就可以找到它的大小。通过结合MAROON-X的质量数据，你可以计算出系外行星的密度——告诉你你是在看岩石行星(比如地球)还是气体行星(比如木星)。

MAROON-X还将能够探测来自行星大气的特征，例如其成分和厚度。

比恩说

当他们收集新数据时，比恩希望与包括行星组成专家莱斯利·罗杰斯，多利安·阿伯特和埃德温·凯特，以及裂隙系外行星猎手丹尼尔·法布里奇在内的UChicago同事合作，以将读数转化为对遥远系外行星的预测。同样，不久之后，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜也将作为哈勃的继任者发射升空，带来更多的成像能力。

除了Bean，Seifahrt，Stürmer和Kasper，UChicago的多代本科生，研究生和博士后研究人员都在MAROON-X上工作。宾恩说：“对我的团队来说，这确实是爱的劳动，现在终于成为现实。这是一个非常激动人心的时刻。”

Seifahrt同意：“用这么小的团队和有限的预算来完成这项工作确实是一项成就。回想起来，这是一件疯狂的事情，但是我们认为这确实将是开拓性的工具。”

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