詹姆斯·韋伯太空望遠鏡團隊與西北大學天體物理學家於2026年11月6日宣佈一項成果。研究團隊開發出星光消除算法「FLIP」。該算法基於嚴格物理衍射建模。團隊用它在韋伯近紅外相機（NIRCam）4.3微米波段的歷史檔案數據中，直接重現了年輕氣態巨行星「波江座51b」（51 Eridani b）。這顆行星此前被母恆星漫射眩光徹底淹沒。
波江座51b距地球約96光年。其質量約爲木星兩倍。它的亮度僅爲中心恆星的百萬分之一。傳統日冕儀圖像處理技術屢屢失敗。新算法從強光學暈光中提取出了這顆行星。直接成像靈敏度實現達15倍跨越。
韋伯望遠鏡捕獲波江座51b與FLIP星光消除算法核心指標
成功直接成像的目標是波江座51b（51 Eridani b，類木氣態巨行星）。相關通報來自西北大學科研要聞（Northwestern Now）。系外行星與母恆星對比光度差僅爲中心母恆星的百萬分之一。太空網天文學深度專欄（Space.com）報道了這一超高對比度。
英國BBC夜空之鏡（Sky at Night）披露了儀器與波段信息。FLIP物理算法最高提升觀測靈敏度15倍。它成功從強眩光中濾出行星。歐洲優利卡科學新聞（EurekAlert）報道了該指標。
目標行星系統距地球約96光年。其公轉軌道半長徑相當於土星至海王星的距離。破曉天文科學檔案（Shattered）記錄了這一軌道參數。
強恆星眩光下直接拍攝系外行星的困難
直接對系外行星進行光學成像，被天文學界公認爲現代觀測天文學中最具挑戰性的「魔鬼實驗」之一。這就像站在數千公里之外，試圖在燈塔探照燈正中央的強烈火光邊緣，辨別一隻飛舞的微弱螢火蟲。在波江座51行星系統中，兩千萬歲的母恆星極明亮。行星紅外輻射比母星微弱百萬倍。
韋伯望遠鏡配備了當今人類最精密的物理日冕遮光儀。但望遠鏡六邊形主鏡的邊緣衍射、儀器微觀光學熱形變以及高能光子散射效應，仍會在母恆星周圍產生層層疊疊的「散斑噪聲」（Speckle Noise）。在4.3微米的特定中紅外波段上，傳統的高通濾波與主成分分析（PCA）算法無法將這些恆星散斑與真實的微弱行星信號區分開來。此前數次由韋伯主鏡展開的搜尋嘗試均以失敗告終。
FLIP算法利用物理衍射模型剔除星光
來自西北大學天體物理學交叉研究中心的研究團隊，打破了傳統圖像處理算法依賴純經驗統計匹配的做法。首席研究員在論文中詳細闡釋了FLIP算法的底層物理邏輯。FLIP不再將望遠鏡產生的散斑視爲不可預測的隨機噪聲。
它利用韋伯望遠鏡精確的幾何光瞳模型、冷凍光學傳遞函數以及微震動遙測數據，建立了一套嚴格基於物理定律的前向光學點擴散函數（PSF）線性反演方程組。通過在數學上將母恆星的光線軌跡在探測器焦平面上的能量分佈進行亞像素級重構，FLIP算法能以近乎完美的一致性，像剝洋蔥一樣將母恆星漫射眩光層層剝離。同時，它最大限度地保留來自系外行星本身的光子通量。
波江座51b那微弱卻堅挺的行星信號光斑，瞬間在距母恆星僅幾個天文單位的軌道預報位置清晰浮現。信噪比實現了質的飛躍。
強氣態巨行星與類地生命宜居世界直接探測
波江座51b在韋伯望遠鏡4.3微米波段的重現，爲全球系外行星大氣成分分析與深空生命宜居性探索打開了一扇新的大門。4.3微米中紅外窗口對於系外行星大氣科學具有不可替代的戰略價值。該波段正好處於二氧化碳、甲烷以及揮發性水蒸氣分子吸收峯的核心交匯區。
通過將FLIP算法提取出的純淨行星紅外光譜與行星大氣熱演化模型相對比，天文學家首次直接證實了這顆巨行星表面存在強烈的甲烷貧化與劇烈垂直大氣對流。這徹底修正了此前地面大型天文望遠鏡僅能在近紅外短波進行模糊測量的侷限。
這一完全開源的算法無需對韋伯硬件進行任何改造。它可直接複用於韋伯已經採集的海量恆星檔案數據中。該算法甚至有望在即將升空的羅馬太空望遠鏡與歐洲極大望遠鏡（ELT）上大放異彩。人類首次具備了直接剝離恆星強光、直接凝視甚至拍攝潛在類地宜居岩石行星大氣的終極觀測利器。
