科普：系外行星

在过去的几十年里，已经发现了4000多颗围绕其他恒星运行的行星。这些系外行星，具有广泛的特性，从“热木星”——比水星离太阳更近的气态巨行星——到由多个“超级地球”组成的紧密排列的系统，这些“超级地球”围绕着暗淡的红色恒星运行。在遥远恒星系统的外围，只有直接成像技术对行星敏感，KIPAC的科学家们捕捉到了超级木星的图像和光谱，以了解它们的形成和演化。

在KIPAC，天文学家使用一种叫做双子座行星成像仪（GPI）的革命性仪器来捕捉围绕遥远恒星运行的行星发出的光。GPI收集的图像和光谱使KIPAC天文学家能够研究遥远世界的轨道、大气成分、温度、年龄和其他特征。通过将这些观测结果与先进的统计分析相结合，有助于我们研究这些遥远的巨行星，并试图确定它们是如何形成的。

直接成像特别适合于发现距离较远的巨行星，在太阳系巨行星所在的位置或更远的位置。一个活跃的研究领域是测量巨行星在这些更大的轨道半径上形成的频率，以及它们是否以与近距离巨行星相同的方式形成。当我们观察其他恒星时，我们是在大范围的轨道周期内看到一群巨大的行星，还是有多种分布，追踪不同的形成机制或迁移历史?

GPI系外行星调查（GPIES）旨在回答有关围绕附近恒星运行的巨大行星系统形成的重大问题。这项调查以600颗附近恒星为目标，探测到了6颗行星，其中包括首次发现的51 Eridani b行星。对这些行星大气的详细光谱测量有助于确定它们是通过吸积固体冰或岩石行星构成块形成的，还是通过气体云的坍塌形成的。

通过将我们的探测结果与对调查整体灵敏度的仔细分析相结合，我们确定只有大约7%的恒星拥有这种类型的行星。有趣的是，大质量a型恒星拥有这类行星的可能性（约11%）是低质量类太阳恒星（<5%）的两倍多。这表明，当行星围绕不同质量的恒星形成时，会发生一些本质上不同的事情：要么是不同的形成机制在起作用，要么是巨大行星形成带的规模依赖于于恒星的质量。

在目前的状态下，GPI只能探测到非常巨大的年轻行星——相当于40多亿年前的木星——它们在红外线中发出明亮的光芒，散发着它们最近形成的热量。但是KIPAC的科学家们正在进行技术升级，以提高GPI和类似仪器的灵敏度。最终，同样的技术将被应用于研究类地行星，使我们能够探测它们的大气层，寻找可能存在生命的成分。