中国将于2026年发射搭载7个望远镜的卫星
“新卫星的搜寻能力将是开普勒任务的10到15倍”
在宇宙开发和探测领域追逐美国的中国,将把探测领域投至遥远的太阳系之外。
2019年以来中国已取得第一次月球背面着陆、火星无人探测、采集月球土壤和岩石样本并带回地球等太阳系探索成果。中国计划在今年年末完成独立空间站天宫的建设,之后将启动“地球2.0”计划,旨在调查银河系内太阳系外的类地行星。
据国际学术杂志《自然》报道,中国科学家将将于本月内公布“地球2.0”的具体计划,此计划旨在找到第一颗在类日恒星宜居区内活动的类地行星。
自1995年首次发现系外行星后,科学家已经发现了5000多颗系外行星,但仍未找到存在液态水和生命体的“地球2.0”。
美国加州理工学院NASA系外行星科学研究所天体物理学家杰西·克里斯蒂安森在《自然》杂志表示,以目前的技术和望远镜条件,很难探测到像地球一样围绕比自己重100万倍、比自己更亮10亿倍的星球公转的行星。
集中观测银河系中心的星球
作为宇宙开发和探测的后起之秀,中国正在集中国家力量,在美国无数次试错的基础上,一举赶超美国。此次的“地球2.0”项目也遵循这种“快速追击”战略。
“地球2.0”卫星将携带7台望远镜,任务期为4年。其中6个将重新集中观察美国宇航局(NASA)的开普勒太空望远镜观测到的位于银河系中心天鹅座和天琴座的星球。
比起在新的宇宙领域从头开始,以开普勒望远镜的观测资料为基础缩小观测范围,可以进一步提高发现的可能性。中国科学院上海天文台的天文学博士葛健在接受《自然》采访时表示,“开普勒已经观测到了非常好的数据,从这一点来看,这一项目这就像摘取挂在低枝上的水果一样”。
第一架微引力透镜望远镜
目前找出系外行星的主要方法是感知行星经过星球前的光变化并进行分析的表面探测法(transit)。
中国科学家表示,如果6个望远镜一起使用,可以获得开普勒望远镜5倍的视场,一次大约可以同时观察到120万颗星,另外,该望远镜还可以观测到比2018年发射的凌日系外行星巡天卫星 (TESS)更暗、更远的星星。葛健博士表示,“我们的探测器的搜寻能力将是开普勒任务的10到15倍”。
该卫星上的第7台仪器将是一台微引力透镜望远镜,用于探测流浪行星(不围绕任何恒星运行的自由漫游天体)以及远离其恒星的类似海王星的系外行星。遥远的星光在穿过系外行星系统时,受到行星的引力发生偏折放大,微引力透镜望远镜以此来探测系外行星。星星较为集中的银河系中心是观测的主要对象区域。葛健表示,“如果卫星发射成功,将是第一台在太空运行的微引力透镜望远镜”。
希望找到十几颗“地球2.0”系外行星
为确认一颗系外行星是否是类地行星,天文学家需要测量它围绕其主恒星旋转一圈所需的时间,至少需要三圈才能计算出一个精确的公转周期。但开普勒任务开始4年后,部分部件出现故障,导致其在很长一段时间内无法紧盯同一片区域,因此迟迟没能继续推进。
天文学家期待中国通过“地球2.0”获得另外4年的数据,与开普勒提供的观测结果结合使用,对科学家确认哪些系外行星是真正的类地行星很有帮助。
葛健表示,“如果观测开始,将在收集数据后1~2年内公布数据”,并希望通过国际合作找到10几颗“地球2.0”行星。
目前此卫星正处在程序设计的最后阶段,中国计划于6月召开专家委员会最终决定计划日期,如果计划确定,将在2026年底之前用长征运载火箭发射卫星。
2020年后期各国接连发出系外行星观测计划
欧洲航天局也计划于2026年发射名为“PLATO”的系外行星观测卫星。据悉航天局计划在“Plato”搭载26个望远镜,以比中国“地球2.0”更广阔的视野进行宇宙探测,与中国不同的是,此卫星计划每两年变更一次观测地区。2027年NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜、2029年欧洲航天局的ARIEL太空望远镜将观测类地系外行星,届时第2、第3个地球的探索网将变得更加精确。
1995年首次发现系外行星的宾夕法尼亚大学教授亚历山大·沃尔兹森(Alexander Wolszczan)在接受一家媒体采访时表示,“我认为到那时必然会在某个行星发现生命体,并且极有可能是原始生命体”。
郭鲁弼 高级记者