近日，中國科學(xué)院紫金山天文臺領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊《天文學(xué)雜志》上發(fā)表了關(guān)于近鄰宜居行星巡天計劃（簡稱“CHES計劃”）的觀測策略。該計劃旨在通過發(fā)射搭載高精度空間天體測量望遠(yuǎn)鏡的衛(wèi)星，探索距太陽系約32光年的類日恒星宜居帶，尋找潛在的“下一個地球”。

自1995年人類首次發(fā)現(xiàn)系外行星以來，至今已探測到超過6000顆系外行星。然而，盡管國際上已啟動多個空間探測項(xiàng)目，但尚未在類日恒星周圍的宜居帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)類地行星。中國科學(xué)院紫金山天文臺行星科學(xué)與深空探測實(shí)驗(yàn)室的首席研究員季江徽指出，這一空白領(lǐng)域正是CHES計劃的目標(biāo)所在。

根據(jù)中國科學(xué)院、國家航天局及中國載人航天工程辦公室聯(lián)合發(fā)布的《國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃（2024—2050年）》，探索太陽系天體和系外行星的宜居性，以及開展地外生命探尋，被列為我國空間科學(xué)發(fā)展的五大科學(xué)主題之一。宜居行星，即位于恒星宜居帶內(nèi)、表面溫度能維持液態(tài)水穩(wěn)定的行星，被視為人類探索生命信號的重要目標(biāo)。

季江徽進(jìn)一步介紹，目前距離太陽系32光年以內(nèi)發(fā)現(xiàn)的行星僅占系外行星總數(shù)的2%，其中僅16顆是宜居帶上的巖石行星，但這些行星都圍繞溫度較低的紅矮星運(yùn)行，對生命存活不利。因此，尋找類日恒星宜居帶內(nèi)的類地行星，仍然是天文學(xué)上的重大挑戰(zhàn)。特別是在距離太陽系32光年以內(nèi)的類日恒星中，約90%的恒星周圍尚未探測到行星。

CHES計劃將采用原創(chuàng)性技術(shù)路線，利用空間微角秒級別的高精度天體測量和定位技術(shù)，普查太陽系近鄰約100顆類日恒星，探測宜居帶內(nèi)的類地行星或“超級地球”。該計劃還將詳細(xì)普查宜居行星的數(shù)目、真實(shí)質(zhì)量和三維軌道等信息。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，CHES計劃采用了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括微像素星間距測量、低畸變大視場望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)、高穩(wěn)定度姿控和高精度熱控技術(shù)。

為確保探測任務(wù)的有效性，科研團(tuán)隊(duì)已開展了目標(biāo)恒星的仿真觀測研究。他們?yōu)槊總€目標(biāo)恒星制定了詳細(xì)的觀測策略和優(yōu)化方案，并對觀測時刻進(jìn)行了科學(xué)規(guī)劃。CHES衛(wèi)星將在日地拉格朗日L2點(diǎn)的暈軌道上運(yùn)行5年，望遠(yuǎn)鏡設(shè)有主要觀測和重復(fù)觀測兩種模式，以確保充分觀測視差及行星軌道，提高對宜居帶類地行星信號的探測能力。

在5年的任務(wù)周期內(nèi)，CHES衛(wèi)星將累計有29220小時可用于科學(xué)觀測，其中86%的時間專用于近鄰系外宜居行星探測，其余時間則用于拓展科學(xué)目標(biāo)的研究，如X射線雙星與恒星級黑洞的質(zhì)量測量等。這些研究將有助于深入理解黑洞的形成及其他前沿科學(xué)問題。