中國科學家提出太空計劃尋找近鄰系外宜居行星

中國科學家提出了一項計劃，通過太空望遠鏡觀測天空，尋找太陽系以外距離地球約32光年的可居住類地行星如果實施，這將是第一個致力于在類似太陽的恒星周圍尋找可居住的類地行星的國際太空探索任務

中國科學院紫金山天文臺研究員，近鄰宜居行星巡天計劃項目負責人季最近幾天對記者表示，探索太陽系外的宜居行星是天文學的基礎研究前沿之一，關系到地球是否唯一，行星如何成為生命的搖籃等重大科學問題。

吉輝說，目前人類發現并確認的系外行星有5000多顆，其中約50顆是屬于可居住帶的類地行星，但大部分距離地球數千光年找到附近的系外行星將是人類的重大發現，也將有助于人類在未來拜訪它們，拓展它們的生存空間

據吉輝介紹，近鄰宜居行星巡天計劃將對距離地球約32光年的約100顆類太陽恒星進行長期觀測，有望首次發現其周圍的宜居類地行星，尤其是地球2.0，實現從0到1的重大突破據估計，這一計劃有望發現約50顆類地行星科學家將通過對太陽系附近行星系統的詳細調查，給出可居住行星和超級地球的數量，真實質量和三維軌道等信息

據報道，美國的開普勒太空望遠鏡，Tess衛星等尋找系外行星的太空項目都采用了凌星探測的方法目前人類發現的絕大多數系外行星都是用凌星方法發現的，其原理是公轉的行星從恒星面前經過時會引起恒星亮度的周期性微弱變化這種探測方式對行星的軌道要求很高，行星需要剛好穿過恒星，面向地球但這種情況發生的概率很低，還需要其他檢測手段進一步確認凌星方法通常只能獲得行星的半徑，但不能直接給出行星的質量

吉輝說，中國的近鄰宜居行星巡天計劃將基于空間高精度相對天體測量技術，精確測量目標星中心位置相對于六至八顆標準參考星的微角—秒級星間間距變化基于這些細微的變化，它會計算出目標恒星受到行星引力擾動時的微擺動，探測恒星周圍具有真實質量的類地行星

天體測量是天文觀測中的經典方法，但用它來探測宜居的類地行星是技術上的原始創新要在鄰近類太陽恒星的可居住區找到‘地球2.0’，我們需要在測量技術上達到前所未有的精度，即達到微角秒級別，相當于能夠在地球上分辨出放在月球上的一枚一美元硬幣吉輝說

我們的探測方法不受行星軌道平面的限制可以探測到任何軌道的行星，可以直接測量宜居行星的質量從而可以實現對鄰近類太陽恒星周圍行星的全面巡天這些研究將最終回答‘太陽系是否特殊’或‘我們在宇宙中是否獨一無二’等科學問題，讓人類對地球和太陽系的形成和演化有更深入的了解，充分認識生命的本質和起源，進而對我們自己有更深刻的認識吉輝說

按照計劃，一臺高像質，低畸變，高穩定的1.2米口徑光學望遠鏡將被送入日地系統第二拉格朗日點的Halo軌道，并在該軌道上保持至少5年的穩定運行時間在此期間，將對100顆類太陽恒星進行科學探測，每顆恒星將被觀測至少50次

吉輝說，由于這個軌道受地球引力影響較小，熱輻射環境相對穩定，衛星可以長時間停留，燃料消耗很少，非常適合天文衛星開展全天時觀測此前，我國的嫦娥二號在執行拓展任務時已經航行到這個軌道，因此技術相對成熟

據報道，除了探測宜居行星，這項任務還將有助于暗物質和黑洞等前沿科學研究目前，由國內多家科研機構組成的團隊，在中科院空間科學先導專項的專項支持下，開展了前期研究，攻克了主要關鍵技術，并開展了廣泛的國際合作，期待更多天文學家參與其中