隨著下一代巨型高功率天文台開始運行，最近的研究表明，它們的工具可以為科學家提供一個了解遙遠系外行星天氣狀況的無與倫比的機會。這些天文台被稱為超大望遠鏡（ELT），其中包括超大望遠鏡（ELT）、巨型麥哲倫望遠鏡（GMT）和三十米望遠鏡（TMT），它們將成為有史以來最大的地面望遠鏡，其儀器的性能預計將超過詹姆斯-韋伯太空望遠鏡。

下一代巨型望遠鏡將為研究遙遠宇宙天體的天氣和表面變化提供無與倫比的機會，有助於探索它們的化學成分和磁場。這種先進的能力將透過提供對潛在宜居行星的詳細洞察力，加強對地外生命的探索。藝術家繪製的外星世界插圖。這項研究採用了一種新的程式碼來測試下一代望遠鏡的能力。

利用這些強大的儀器收集到的數據將使天文學家能夠使用多普勒成像技術–一種能夠再現天體表面二維地圖的技術–來精確測量超冷目標（或溫度低於2700 K 的宇宙天體，如褐矮星（BD）或極低質量恆星（VLM））–甚至一些系外行星–的磁性和化學性質。這項研究的第一作者、俄亥俄州立大學天文學研究生邁克爾-普拉默（Michael Plummer）說，除了有助於增進我們對宇宙中一些最神秘天體的了解之外，有能力以更精確的方式研究這些天體的化學成分也為尋找其他世界的生命提供了更深入的見解。Plummer說：”了解太陽系外其他天體的大氣層不僅能讓我們了解地球大氣層的行為方式，還能讓科學家將這些概念用於研究潛在的宜居行星。”這項研究最近發表在《天文物理學期刊》。磁性對於尋找與我們類似的世界尤其重要，因為磁場，特別是較小恆星系統的磁場，被認為是支持和影響行星是否能在其表面上支持生命的必要條件。為了幫助這項搜尋工作，普拉默和這項研究的共同作者、俄亥俄州立大學天文學助理教授王吉先前開發了一種名為”Imber”的公開分析程式碼，用於模擬和推斷遙遠天體表面是否存在磁性星斑、雲系和其他大氣現象（如颶風）等差異。在這項研究中，他們利用該技術估算了各種ELT 儀器探測六個目標表面變化的科學能力：Trappist-1 星、一個距離地球約40 光年的、經過深入研究的七大行星系統、兩顆褐矮星和三顆系外行星。他們利用這項技術對以下儀器的能力進行了研究：GMT 的大型地球探測器（GMT/GCLEF）、ELT 的中紅外線ELT 成像儀和攝譜儀（ELT/METIS）以及TMT 的多目標衍射限幅高解析度紅外線攝譜儀（MODHIS）。研究人員發現，雖然由於Trappist-1 的邊緣傾角（或其軌道與天空其他部分平行），辨別Trappist-1 上的星斑對所有這三種儀器來說都具有挑戰性，但ELT 和TMT 可以通過一次旋轉對褐矮星和系外行星進行高解析度觀測。相反，GMT 的儀器則需要多輪觀測才能確定研究選擇的系外行星是否存在表面不規則現象。總之，這項研究表明，他們的技術可以準確地估計ELTs的未來能力，並幫助確定未來的目標是否值得進行更大規模的研究。普拉默也說，新的技術引起了科學家的興趣，他們希望利用徑向速度法來識別或確認所發現的行星天體–這是一種透過研究天體對其所環繞的恆星產生的輕微引力效應來發現系外行星的方法。從本質上講，他們的研究是幫助科學家充分利用未來天文儀器的第一步。普拉默說：「我們對其他類似地球的行星了解得越多，這些發現就越能為地球科學本身提供資訊。我們的工作特別適合幫助進行這些現實世界的觀測」。