寻找真正适合居住的类地世界的竞赛已经开始。虽然我们开始用现有的望远镜观察海鲸世界等大型潜在宜居行星的大气层，但最重大的突破可能会随着先进专用望远镜的发展而出现。这些新设计可能会使用遮光罩来隐藏恒星的眩光，使我们能够直接观察其系外行星。但这足以研究遥远的类地行星吗?

自20世纪30年代以来，天文学家使用各种方法消除明亮天体的眩光，以揭示较暗的天体。例如，为了揭示类似于日食期间发生的日冕，天文学家使用了日冕仪，可以在望远镜内精确遮挡太阳的边缘。这个想法被扩展到观察恒星周围的大型行星，其中一个小过滤器将星光隐藏起来，以便可以看到附近的行星。然而，这些滤光片通常放置在望远镜本身内，这限制了滤光片的精度。

遮光罩可以从望远镜上取下滤光片，并将其放置在距离望远镜本身很远的地方。对于太空望远镜来说，这意味着拥有两艘航天器，一艘用于望远镜，另一艘用于阴影。通过将两颗行星相距两千公里，天文学家将能够看到行星的轨道距离其恒星非常近。这对于在其宜居带中绕红矮星运行的类地世界特别有用，它们是迄今为止最常见的潜在宜居世界。

这样做的一个问题是，红矮星比类太阳恒星要暗得多，从它们的行星反射的星光甚至更加微弱。因此，即使有先进的遮光罩来阻挡星光，行星可能仍然太暗而无法观察到。但arXiv预印本服务器上的一篇新论文认为，这一问题可以通过一种称为光子学的先进光学技术得到解决。

传统光学可以捕捉微弱的光，而光子学则在单个光子的尺度上发挥作用。如今，它的常见用途之一是光纤通信，因此，如果您碰巧拥有光纤互联网，请感谢光子学。在天文学中，光子学已用于高分辨率光谱学和一些射电望远镜的探测器等。

在本文中，作者描述了日冕仪(例如遮光罩)与光子探测器结合使用的方法，创建了一个能够观测更暗行星的混合系统。例如，遮光罩边缘的光可以通过微透镜聚焦到一束光缆中，然后将其路由到单独的光电探测器。作者指出，经过精心设计，望远镜可以检测到超过100亿的光学对比度。

距离建立诸如拟建的宜居系外行星天文台(HabEx)等遮星天文台还有很长的路要走。这样的望远镜可能要到2040年代才能发射。因此，天文光子学还有充足的时间来发展和改进。但这项研究表明它可以彻底改变我们看待宇宙的方式。

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