惑星科学：望遠鏡の安定性限界を下回る系外惑星の撮像
Nature 659, 8139 doi: 10.1038/s41586-026-11213-z
系外惑星の撮像は、1 AUより遠方を軌道運動している惑星を詳細に評価するための主要な手法であるが、惑星のかすかな光を捉えるには、主星からの強い眩光を抑制する必要がある。主星光の抑制には、精巧な観測装置に加えて効果的な画像処理が必要であり、この主星光の抑制が、依然として大きな制約となっている。標準的なアルゴリズムは主星光のモデル化に参照画像を用いるため、参照観測時と科学観測時の間で変化する、望遠鏡の不可避な不安定性に制限される。この課題に対処すれば、直接撮像できる惑星の数が増え、将来の観測施設による地球型系外惑星の撮像に向けた重要な一歩になるだろう。本論文で我々は、物理学に基づいた、主星光の除去の新しい手法を提示する。我々の手法は、多段階の最適化と柔軟な物理モデルを組み合わせて主星光モデルを生成するもので、観測機器の不安定性のモデル化および補償を可能にする。我々は、自動微分（autodiff）を用いて、数百万のモデルパラメーターを最適化した。そして、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）に搭載された近赤外線カメラ（NIRCam）のコロナグラフ装置で得られた観測データを用いて、この手法を実証した。その結果、エリダヌス座51番星bの4.3 μmでの初検出を含め、標準的な手法の2〜15倍の感度を達成した。こうした手法が、実際の天体コロナグラフ撮像で感度の大幅な向上を実証したのは、我々の知る限りこれが初めてである。我々の枠組みは、ナンシー・グレイス・ローマン宇宙望遠鏡とハビタブル・ワールド・オブザーバトリー（HWO）を含む、現在および将来の他の地上・宇宙観測施設にも拡張でき、これらを成功させるために必要な、前例のない厳しい安定性要件を緩和できる可能性がある。
