地球2.0｜中科院推太空计划　寻找距离32光年以外宜居行星

中国科学家提出一项通过太空望远镜开展的巡天计划，寻找距离地球约32光年的太阳系外宜居类地行星。若计划成事，将成为国际上首次专门在近邻类太阳型恒星周围寻找宜居类地行星的空间探测任务。

中国科学院紫金山天文台研究员、“近邻宜居行星巡天计划”项目负责人季江徽介绍，探索太阳系外宜居行星是天文学的基础研究前沿之一，关乎“地球是否唯一”以及“行星如何成为生命摇篮”等重大科学问题。

季江徽称，目前人类已经发现并确认的系外行星超过5000颗，其中属于宜居带类地行星约50颗，但绝大多数距离地球达上千光年，“找到近邻的系外宜居类地行星将是人类的重大发现，也将为人类未来造访它们、拓展生存空间提供帮助”。

他介绍，该计划将长期观测距离地球约32光年的约100颗类太阳型恒星，有望首次在它们周围发现宜居带类地行星，特别是与地球大小、轨道与环境非常相似的行星。据估算，该计划预计发现约50颗类地行星，科学家将通过对太阳系近邻行星系统的细致普查，给出宜居行星及“超级地球”（数倍到10倍地球质量的系外行星）的数目、真实质量和三维轨道等信息。

国际上寻找系外行星的太空项目均采用凌星探测方法，其原理是利用公转的行星从恒星前方通过时，会导致恒星的亮度发生周期性的微弱变化。不过，此探测方法对行星的公转轨道有很高要求，行星需要正好通过恒星朝向地球的方向，同时需借助于其他探测手段以进一步确认。凌星法通常只能获得行星的半径，无法直接给出行星质量。

季江徽介绍，“近邻宜居行星巡天计划”将基于空间高精度相对天体测量技术，精确地测量目标恒星中心位置相对于6至8颗标准参考星的微角秒级别的星间距变化，基于这些细微的变化来计算目标恒星受行星引力扰动所发生的微小晃动，探测恒星周围具有真实质量的宜居带类地行星。

他表示，天体测量法是天文观测中经典的方法，但用于探测宜居类地行星上是一种技术上的原始性创新。若要找到近邻类太阳型恒星宜居带的行星，就需要在测量技术上达到微角秒级别，相当于能在地球上分辨出一枚放在月球上的一元硬币。同时，天体测量法不受行星轨道面的限制，任何轨道的行星都可以探测到，还可以直接测量宜居行星的质量，因此可实现对近邻类太阳型恒星周围的行星开展全面普查。

根据计划，一枚口径为1.2米的高像质、低畸变、高稳定光学望远镜将被送入日地系统第二拉格朗日点的Halo轨道，并在该轨道维持至少5年的稳定运行时间，期间将对100颗类太阳型恒星进行科学探测，每颗恒星观测不少于50次。

季江徽介绍，由于该轨道受地球引力影响小，热辐射环境比较稳定，卫星消耗少量燃料即可长期驻留，非常适合天文卫星开展全天时观测。除了探测宜居行星外，该计划对于暗物质、黑洞等前沿科学研究也会作出贡献。