系外行星直接成像：遗产与展望

理解巨行星和类地行星如何形成与演化、其内部结构和大气成分，是现代天文学的主要挑战之一，这与在 2040 年地平线上最终寻找生命直接相关。然而，必须克服若干天体物理、生物学和技术障碍。从天体物理的角度来看，理解巨行星的形成和演化机制至关重要，包括行星与盘的相互作用，这将完全塑造行星系统的架构，从而主导类地行星的形成，尤其是在宿主恒星周围能够支持生命的区域。开发专门的仪器和技术来全面研究巨行星和类地行星群体，并在不久的将来揭示类地行星大气中生命的首批生物学线索，同样重要。在此背景下，来自地面天文台或太空的直接成像与其他观测技术协同发挥着核心作用。本综述介绍了这种观测技术的起源、主要的仪器创新和挑战、恒星目标和巡天，以及迄今为止在年轻巨行星的物理、形成和演化机制以及行星系统架构方面获得的主要成果。随后，我将介绍即将上线的下一代行星成像仪所提供的激动人心的前景，尤其是在未来的极大望远镜上。在人类一生的时间尺度内，我们很可能将见证第一颗系外行星的发现，以及在系外类地行星大气中首次探测到生命迹象。