中国计划于2028年发射“地球2.0”系外行星（exoplanet）观测站
文摘
2024-08-24 00:51
美国
https://spacenews.com/china-to-launch-earth-2-0-exoplanet-observatory-in-2028/艺术家对地球2.0/ET观测站搜索系外地球的印象图。图片来源：中国科学院中国计划于2028年发射地球2.0（ET）观测站，以探测类似太阳的恒星宜居带中的类地行星（Earth-like exoplanets）。该任务将使用六台望远镜，在四年内监测200万颗恒星，寻找系外地球的凌日现象。ET将被定位在太阳-地球拉格朗日点2，提供高光度测量精度，以便探测小型岩石行星。该任务还将研究系外地球的普遍性、它们的形成、演化以及通过微引力透镜效应探测流浪行星。激动人心！虽然晚于西方，但正如空间站一样，很有可能后来居上。夸张了说是未雨绸缪，为流浪地球做准备，但脚踏实地的说这主要是研究天体演化的规律，同时开发和测试新技术。- 凌日现象：当行星运行到其恒星和观测者之间时，会阻挡恒星发出的光，通过观测被挡住的光，可以发现这些本身不发光的行星。
另外划重点：“中国科学院国家空间科学中心（National Space Science Center，NSSC）主任王赤在4月透露，ET任务已从天文研究和空间探索任务中被选中。月球背面天文学、极端空间物理学、太阳观测站和引力波任务也获得了批准。”赫尔辛基 —— 中国计划于2028年发射一个系外行星观测站，旨在实现潜在第二地球的突破性探测。自1995年以来，已发现大约5000颗系外行星，但尚未发现类似太阳的恒星宜居带中的地球大小行星。地球2.0，或称ET，由中国科学院上海天文台提出，计划使用六台28厘米口径的宽视场光学望远镜，连续四年观测开普勒任务恒星场和其他更大的附近区域中的约200万颗恒星，监测所谓的系外地球的凌日现象。根据任务首席研究员和其他人撰写的一篇新论文，该任务现在计划于2028年发射，该论文发表在《中国空间科学学报》上。该航天器将被发射到太阳-地球拉格朗日点2——与詹姆斯·韦伯太空望远镜相同的引力稳定空间区域——这将提供一个稳定的轨道，对深空的持续观测，以及减少来自地球的干扰。在那里，ET的优化凌日望远镜将提供高光度测量精度——望远镜测量恒星亮度的准确性和一致性——这将允许探测到小型岩石行星，这些行星以前超出了像NASA的开普勒系外行星观测站这样的任务的范围。虽然已经探测到类地行星，但这些行星被发现在相对较短的轨道上围绕相当亮的恒星或低质量的红矮星运行，后者发出强烈的辐射。ET将能够长时间地注视其目标天区。这种延长的观测时间将使其能够探测到围绕类似太阳的恒星宜居带中具有较长轨道周期的行星，从而有可能捕捉到系外地球的信号。该任务将专注于三个关键问题：银河系中系外地球的普遍性，类地行星的形成和演化，以及自由漂浮行星的起源。根据加州理工学院/IPAC NASA系外行星科学研究所首席科学家杰西·克里斯蒂安森（Jessie Christiansen）的说法，该任务非常适合为寻找系外地球做出重大贡献。“鉴于我们对类地行星频率的改进知识，ET团队已经能够设计出一项比开普勒或[欧洲航天局的]PLATO更有可能探测到这些行星的调查。“这主要涉及一个比开普勒更大的恒星样本，该任务将获得探测地球所需的高精度光度测量，这是通过比开普勒更大的视场和对较暗星等的高精度实现的，”克里斯蒂安森告诉SpaceNews。流浪行星的问题将使用一台35厘米的微引力透镜望远镜进行调查。该仪器将注视银河系核球中的约3000万颗恒星，以探测由自由漂浮或“流浪”行星引起的微引力透镜事件。这些事件发生在行星对背景恒星的光产生引力透镜效应时，通过注意恒星亮度曲线中的特征异常来捕捉。希望能找到一个“流浪地球”，在深空的虚空中自由漂浮，不受恒星的束缚。根据该论文，ET的进展顺利。它描述了任务关键技术的先进进展，包括用于光度测量精度的CMOS探测器，卫星稳定性和热控制。所有这些都几乎准备好飞行。一旦到达太阳-地球L2并全面运行，ET可以开始填补寻找系外地球的前沿工作，否则可能还需要一段时间。“目前计划在未来十年内可能会探测到类地行星的唯一飞行任务的是NASA的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope），而它只能通过微引力透镜探测到类地行——一种短暂的远距离信号测量，很快就会消失，不会再次出现。这种探测将有助于统计了解银河系的宜居星球，但不会让我们详细了解想有价值的个体行星，这需要其他望远镜才能做到。”“除此之外，NASA的下一个旗舰任务，宜居世界天文台（Habitable Worlds Observatory，HWO），还有20多年的时间。如果ET得到资助并在未来十年内飞行，它可能会比原计划早十年探测到附近的、可描述的宜居行星。”该任务不仅承诺候选系外地球，还将允许对这些候选者进行后续观测，以进一步揭示其特征。ET将与中国的LAMOST地面光学望远镜合作进行观测目标的光谱观测，但也将与世界各地和太空中的其他团队和天文台合作。根据论文，这将导致对任何系外地球候选者的质量、密度和大气组成的精确测量，有助于深入研究宜居性特征。中国科学院国家空间科学中心（National Space Science Center，NSSC）主任王赤在4月透露，ET任务已从天文研究和空间探索任务中被选中。月球背面天文学、极端空间物理学、太阳观测站和引力波任务也获得了批准。每个被选中的任务都寻求推动知识的边界。而ET可能是一个改变游戏规则的任务，克里斯蒂安森说。“我们已经寻找地球2.0很长时间了，到目前为止每个路口都受阻，”克里斯蒂安森说。“如果ET能够最终并可靠地找到一个位于类似太阳的恒星宜居带中的岩石行星，那将是一个了不起的成就。“如果这个星球是我们可以用其他望远镜研究的行星，比如JWST或将来的HWO，它将改变游戏规则。”- 发现系外地球：成为第一个在类似太阳的恒星宜居带中发现类地行星（系外地球）并测量其发生率的任务。
- 扩大类地行星样本：显著增加已知类地行星样本，特别是那些具有长轨道周期的行星，用于详细的群体研究和形成分析。
- 研究行星形成和演化：探索类地行星和其他小型岩石系外行星的形成机制和演化过程，通过进行统计群体研究。
- 探测自由漂浮行星：成为第一个发现和测量自由漂浮（流浪）类地行星频率的任务，有助于理解行星系统形成。
- 进行微引力透镜调查：利用微引力透镜探测长周期冷行星和自由漂浮行星，包括对其质量和其他特性的详细描述。
- 结合凌日和微引力透镜方法：使用凌日和微引力透镜方法的结合，以提高发现各种系外行星的可能性，包括那些难以通过其他方式探测到的行星。
- 促进未来系外行星研究：为未来直接成像任务和其他系外行星研究提供目标和关键数据，支持下一代太空探索任务。一个展示地球2.0/ET任务关键目标的表格。
https://spacenews.com/author/andrew/Andrew Jones为SpaceNews报道中国的太空产业。Andrew曾在中国生活，并从那里报道重大太空会议。他目前居住在芬兰赫尔辛基，为《国家地理》、《新科学家》、《史密森尼杂志》、《天文与望远镜》、《IEEE Spectrum》和《The Wire China》等撰写文章。
