而地球绕我们的恒星（也就是太阳）运行需要365天，系外行星Beta Pictoris b则需要23.6个地球年才能绕其恒星运行一圈。现在，一位来自西北大学的天体物理学家兼系外行星成像师，利用了17年的观测影像，制作了一个延时视频，展示了这颗巨行星绕其恒星近乎完整的轨道。
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Beta Pictoris b是一颗巨大的行星，其质量是气态巨行星木星的12倍。它距离地球约63光年，位于绘架座。这颗巨大的行星距离其恒星的距离是地球到太阳距离的10倍，而且Beta Pictoris b的质量是太阳的1.75倍，亮度是太阳的8.7倍。
天体物理学家Jason Wang使用了2003年至2020年间收集的真实观测数据，将这17年的旅程浓缩成10秒钟，展示了Beta Pictoris b围绕其恒星完成了大约75%的轨道运行。
“我们还需要六年的数据才能看到完整的轨道，”Wang在一份声明中说。“我们差不多快到了。耐心是关键。”
这颗非常年轻的行星只有2000万到2600万年的历史，于2003年首次被成像。当时，它的尺寸和亮度使其比银河系中的其他系外行星更容易被发现。
“它非常明亮，”Wang说。“这就是为什么它是最早被发现和直接成像的系外行星之一。它太大了，处于行星和褐矮星的边界，褐矮星比行星质量更大。”
Wang最初制作了Beta Pictoris b在轨道上运行五年的第一段延时视频。他与一位名叫Malachi Noel的高中生合作，该学生使用AI驱动的图像处理技术，对来自Gemini天文台的Gemini Planet Imager以及欧洲南方天文台的NACO和SPHERE仪器的存档成像数据进行统一分析。
“由于时间跨度很长，数据集之间存在很大的差异，这需要对图像处理进行频繁的调整，”Noel在一份声明中说。“我真的很享受处理这些数据。虽然现在就下定论还为时过早，但天体物理学无疑是我正在认真考虑的职业道路。”
在数据统一处理后，Wang使用了一种称为运动插值的算法技术来填充图像间的空白，从而制作出连续的视频。这使得系外行星的图像在绕太空运行时看起来更平滑。
“如果我们只是将图像组合起来，视频会看起来非常抖动，因为我们并没有在17年里每天都能连续观测到这个系统，”Wang说。“该算法消除了这种抖动，这样我们就可以想象如果我们每天都能看到它，它会是什么样子。”
Wang使用了一种称为自适应光学技术来组装视频，这也帮助校正了地球大气层造成的图像模糊，并抑制了系统中中心恒星的眩光。当恒星距离太近时，它的眩光仍然非常强烈，足以掩盖Beta Pictoris b。
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Wang希望系外行星视频能让观众以独特的方式了解行星的运动，并展示宇宙的内在运行机制。
“在科学中，我们经常使用抽象的概念或数学方程，”Wang说。“但像电影一样的东西——你可以亲眼看到——会让你对物理学产生一种感性的欣赏，这是你仅凭看图表无法获得的。”
