想象一下，一辆车打着远光灯迎面驶来，而我们要从刺眼的灯光中找出一粒尘埃。
这便是 Olivier Guyon 和 Damien Gratadour 所面临的挑战，因为他们试图从浩瀚星际中寻找一颗系外行星。相较于其恒星的闪亮光芒，这颗行星的光线极其微弱。
Guyon 为日本昴星团望远镜 (Subaru Telescope) 的仪器开发者和亚利桑那大学 (University of Arizona) 的天文学家，Gratadour 为巴黎天文台 (Observatoire de Paris) 的副教授和澳大利亚国立大学 (Australian National University) 的仪器科学家。在与 AI Podcast 主持人 Noah Kravitz 的谈话中，这二人谈到了他们如何使用甚大望远镜中的 GPU 驱动型极致自适应光学系统拍摄附近宜居行星的图像。
Guyon 表示：瞄准外系行星并非易事，因为其光线强度“相较于其环绕的恒星来说要弱上几百万或十亿倍。”
接下来是地球大气的问题。Guyon 和 Gratadour 使用的望远镜位于地面。因此，其图像会受到大气湍流的影响。Gratadour 解释道，这种效果与“在夏季高温路面上看到的情形差不多。”
GPU 加速的自适应光学算法可使用高性能计算对波前畸变进行校正，抑制大气湍流的影响，实时改善图像质量。这些校正是通过机械补偿进行的，望远镜焦点后方的可变形反射镜每毫秒调整一次，最终获得近乎完美的图像。
天文学家可以用此图像将发出微光的系外行星从其恒星中分离出来，然后为该行星散发出的彩色光线绘制光谱或图表。Guyon 表示，光谱能够展示行星成分以及“水、甲烷甚至植物生命”的存在。
Guyon 使用的是日本昴星团望远镜，但几个甚大望远镜都曾发现过这颗行星。“多个团队参与其中，不知不觉就成了一场竞赛。”他说道，“我们都很焦虑不安，因为我们知道这颗行星就在那里，希望能够用图像证明它的存在。”
Gratadour 正在研究新一代望远镜，这些仪器计划在 2025 年投入使用。现如今，甚大望远镜的口径为 8 到 10 米。新一代望远镜的口径将是现有望远镜的 4 到 5 倍，且计算能力将提高 25 倍。
系外行星环境温和，有可能存在地外生命。当问到外星人存在与否时，Guyon 和 Gratadour 明确表示，目前几乎可以肯定存在外星生命。真正的问题是，Guyon 说道：“外星生命多吗？他们从细菌或者非常简单的生命形式演变到像我们一样复杂的生物需要多久？会变成什么？”
如欲了解更多有关 Guyon 和 Gratadour 等科学家的研究工作，请查看昴星团望远镜和双子望远镜等甚大望远镜的网站。
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专题图片由NASA/JPL-Caltech提供