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普查“類地行星”搜尋“流浪地球”

2022-02-18 10:07:50 冷水江市融媒體中心

  新華社上海2月17日電(記者張建松)茫茫宇宙中,迄今所知唯一擁有生命的行星——地球,是不是唯一孤獨的存在?在遙遠(yuǎn)的宇宙深處,真的有“流浪地球”嗎?

  面對人類亙古追問,來自中國科學(xué)院上海天文臺、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、上海技術(shù)物理研究所、西安光學(xué)精密機(jī)械研究所和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的100多位科研人員,在中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)項目“地球2.0”支持下,擬對銀河系類地行星進(jìn)行“普查”,目前正在開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

  “地球2.0”項目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院上海天文臺葛健教授說:“我們的核心目標(biāo),是發(fā)現(xiàn)位于不同軌道上的大量類地行星樣本,包括發(fā)現(xiàn)第二個‘地球’(即‘地球2.0’)——處于類太陽恒星的宜居帶內(nèi)、地球大小(0.8-1.25地球半徑)的行星;旨在解答三個基本問題,‘地球2.0’在宇宙中有多普遍?地球是如何形成和演化的?‘流浪地球’又是如何起源的?”

  葛健介紹,作為宇宙中最基本的天體之一,行星是生命和文明的搖籃,對行星的探測及其形成演化的研究,承載著人類渴望揭開生命起源和尋求地外生命的強(qiáng)烈愿望。近20年來,系外行星研究極速發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)逐漸成熟,已經(jīng)將人類推到了發(fā)現(xiàn)“第二個地球”的關(guān)鍵路口。尤其是“凌星法”和“微引力透鏡法”觀測,對小質(zhì)量行星探測具有高度敏感性。

  “地球2.0”項目將首次結(jié)合這兩種先進(jìn)的觀測方法,自主研制6臺30cm口徑、500平方度廣角凌星望遠(yuǎn)鏡和1臺30cm口徑、4平方度的微引力透鏡望遠(yuǎn)鏡,通過搭載在科學(xué)衛(wèi)星上,發(fā)射到日-地拉格朗日L2點處,利用超大視場和超高精度的光學(xué)測光,對銀河系內(nèi)類地行星進(jìn)行大規(guī)模普查。

  據(jù)葛健介紹,來自國內(nèi)外30多所大學(xué)和研究所200多位天文學(xué)家參與的衛(wèi)星科學(xué)團(tuán)隊,目前已完成衛(wèi)星項目的科學(xué)目標(biāo)研究;衛(wèi)星的技術(shù)團(tuán)隊也已經(jīng)完成載荷、超高精度導(dǎo)星和衛(wèi)星平臺的設(shè)計方案。

  除此之外,衛(wèi)星工程方案中還有兩個關(guān)鍵技術(shù)需要攻關(guān):衛(wèi)星姿態(tài)超高穩(wěn)定度控制和超高精度CMOS測光相機(jī)。在衛(wèi)星姿態(tài)方面,團(tuán)隊已完成衛(wèi)星飛輪隔震系統(tǒng)的地面試驗驗證,將于今年4月開展在軌驗證;在超高精度測光相機(jī)技術(shù)方面,已完成單探測器相機(jī)空間樣機(jī)的實驗室組裝,正在開展性能測試。“我們希望在關(guān)鍵技術(shù)完成攻關(guān)并得到驗證以后,‘地球2.0’項目能順利進(jìn)入工程立項?!备鸾≌f。

  迄今為止,人類還沒有發(fā)現(xiàn)一個“地球2.0”。但天文學(xué)家確信類地行星(包括“地球2.0”)的存在,而且存在于非常廣大軌道范圍,從灼熱的恒星附近一直到極寒的太空。通過開普勒望遠(yuǎn)鏡,天文學(xué)家在一些較安靜亮星周圍,已經(jīng)找到了300多個軌道短(少于20天)、但大小與地球類似的固體行星。

  “與超級地球不同,這些行星很可能是在原恒星氣體盤完全消散后,碰撞而成,因此和地球起源最為類似,這些被稱為‘亞地球’的行星,可能分布在不同軌道上。而那些位于宜居區(qū)內(nèi)的‘亞地球’,很有可能就有我們一直想搜尋的‘地球2.0’?!备鸾≌f,“我們不僅想找到首個‘地球2.0’,還想通過‘凌星法’和‘微引力透鏡法’,找到大量熱的、濕的、冷的‘地球’,以及被逐出行星系統(tǒng)的‘流浪地球’”。

  業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,“地球2.0”項目實施以后,將會使人類獲得最大的類地行星樣本庫。通過對各類類地行星樣本進(jìn)行深入分析,天文學(xué)家有望能揭開類地行星和流浪行星的起源之謎;通過后續(xù)地面和空間望遠(yuǎn)鏡的觀測,測量和研究“系外地球”的質(zhì)量、密度,以及它們上面的大氣、海洋和宜居性特征,甚至有望發(fā)現(xiàn)系外生命跡象,將系外行星科學(xué)研究躍升到“地球時代”。


責(zé)編:唐錦玲

來源:冷水江市融媒體中心

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