我們只有一個(gè)地球,這是我們共同的家園,然而我國科學(xué)家已經(jīng)不這么認(rèn)為了,正打算在茫茫宇宙中再找到一個(gè)地球。
據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》5月28日?qǐng)?bào)道,中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)的科學(xué)家們這段時(shí)間提出了一項(xiàng)名為“近鄰宜居行星巡天計(jì)劃”(以下簡(jiǎn)稱“CHES”)的宇宙探索項(xiàng)目,計(jì)劃發(fā)射一個(gè)口徑1.2米左右的高精度天體測(cè)量空間望遠(yuǎn)鏡,將其放置在日地拉格朗日L2點(diǎn)上運(yùn)行5年以上,探測(cè)目標(biāo)是距離地球約32光年的100顆類太陽型恒星,但探測(cè)目的卻并非這些恒星,而是圍繞這些恒星運(yùn)行的行星,希望能從中發(fā)現(xiàn)首顆太陽系外宜居帶內(nèi)和我們的地球存在條件和星球環(huán)境相似的宜居行星,科學(xué)家們將這個(gè)目標(biāo)行星稱之為“地球2.0”。
尋找這樣的行星具有重大意義,如果能尋找到這樣的行星,那么將來人類就能進(jìn)行星際移民,雞蛋就不用放在一個(gè)籃子里,一旦地球上或者太陽系中出現(xiàn)大規(guī)模災(zāi)難性事件,人類就能離開地球前往“地球2.0”,或者在和平時(shí)期就對(duì)地球2.0進(jìn)行開發(fā)移民,也可使得人類擁有的自然資源成倍增加,豐富人類的發(fā)展條件。
“近鄰宜居行星巡天計(jì)劃”將主要尋找位于恒星宜居帶內(nèi)的質(zhì)量與地球相差不大的巖質(zhì)行星,為什么需要這兩個(gè)條件呢?是因?yàn)橹挥形挥诤阈堑囊司訋?nèi)的行星表面才會(huì)出現(xiàn)類似地球這樣的溫度、液態(tài)水,只有和地球質(zhì)量相差不大,才會(huì)有巖石表面,才能有質(zhì)疑的引力和大氣環(huán)境,有了這些條件,那么這顆星球就很可能會(huì)出現(xiàn)類似我們地球這樣的生態(tài)環(huán)境,上面大概率會(huì)有生命生存,首先這有助于我們尋找地外生命甚至地外文明,也有助于我們?nèi)祟愡M(jìn)行地球外的移民開發(fā)。
中科院紫金山天文臺(tái)研究員、“近鄰宜居行星巡天計(jì)劃”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人季江徽稱:目前天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了五千多顆系外行星,其中類似地球這樣的巖質(zhì)行星有近千顆,位于恒星依據(jù)在內(nèi)的類地行星大約有50顆,大部分距離我們地球比較遙遠(yuǎn),這次主要觀測(cè)以太陽系為中心的半徑32光年以內(nèi)的“地球兄弟”。
實(shí)際上天文學(xué)家們已經(jīng)觀測(cè)到不少所謂的“超級(jí)地球”,比如開普勒452b、格利澤581c、比鄰星b等,但這些行星有不少位于紅矮星的周圍,由于紅矮星會(huì)不定期地劇烈耀斑,太陽風(fēng)強(qiáng)烈程度可達(dá)太陽的1萬倍,很難給位于其宜居帶的行星提供長(zhǎng)時(shí)間的宜居環(huán)境,所以這類行星上很難具備宜居條件,也就很難形成高級(jí)生命體。因此,CHES計(jì)劃要找的“地球2.0”主要就是位于像太陽這等質(zhì)量的黃矮星附近,也就是存在環(huán)境類似我們地球這樣的條件相當(dāng)?shù)囊司有行恰?/p>
那么怎樣才能觀測(cè)到這些行星呢?要知道它與我們的距離都是以光年計(jì)的,而且行星不發(fā)光,只能在適當(dāng)?shù)慕嵌确瓷渲骱阈堑墓?,這光是相當(dāng)微弱的,不可能被如今的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到,實(shí)際上天文學(xué)家們至少已經(jīng)發(fā)明了5種系外行星觀測(cè)法,分別是凌星法、視向速度測(cè)量法、天體測(cè)量法、直接成像法、微引力透鏡法等。其中大部分系外行星是通過視向速度測(cè)量法和凌星法發(fā)現(xiàn)的,但CHES計(jì)劃將采用空間微角秒級(jí)別的“高精度天體測(cè)量法”,該方法可以精確測(cè)量一顆目標(biāo)恒星和6-8顆參考恒星之間的微角秒級(jí)別的星間距,目標(biāo)恒星周圍行星的引力擾動(dòng)可以引起目標(biāo)恒星非常微小的周期擺動(dòng),通過其擺動(dòng)現(xiàn)象就可以推測(cè)恒星周圍的行星數(shù)量、質(zhì)量、位置、軌道等參數(shù),其中也就可以判斷恒星周圍是否有宜居行星了。
那又該擁有怎樣的一雙“火眼金睛”,才能觀測(cè)到32光年內(nèi)根本不發(fā)光的行星呢?CHES要發(fā)射到日地拉格朗日L2點(diǎn)上的科學(xué)載荷是一臺(tái)口徑為1.2米、焦距為36米的高像質(zhì)、低畸變、高穩(wěn)定性的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,通過上面的觀測(cè)方式也能知道它是一種新型望遠(yuǎn)鏡,研制成功后它將在150萬公里外的L2點(diǎn)上和詹姆斯.韋伯望遠(yuǎn)鏡共同觀測(cè)宇宙,在至少5年的時(shí)間中對(duì)距離地球32光年的類太陽型恒星進(jìn)行全面“星際普查”,觀測(cè)恒星數(shù)量不少于100顆,每顆恒星觀測(cè)次數(shù)不少于50次,預(yù)估可觀測(cè)到至少50顆類地行星,其中發(fā)現(xiàn)宜居行星“第二地球”的可能性很大。
從口徑1.2米、焦距36米這一數(shù)據(jù)來看,這臺(tái)空間望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)巨大,季江徽稱CHES的探測(cè)精度將達(dá)到前所未有的微角秒級(jí),“相當(dāng)于在地球上看到放在月球上的一元硬幣的邊緣?!边@種超高精度的空間望遠(yuǎn)鏡可實(shí)現(xiàn)全視場(chǎng)近衍射極限成像,可以滿足宜居行星的探測(cè)精度要求,相信該項(xiàng)目定能“揪”出隱藏著的“地球2.0”。
該項(xiàng)目也是世界上首次利用高精度天體測(cè)量法專門尋找宜居行星的空間探測(cè)任務(wù),也是世界上首次專門在近鄰類太陽型恒星周圍尋找宜居類地行星,同時(shí)它對(duì)于暗物質(zhì)、黑洞等前沿科學(xué)研究也會(huì)有所貢獻(xiàn)。
參考資料:
《科技日?qǐng)?bào)》5月27日文章《尋找“地球2.0”,中國科學(xué)家提出巡天計(jì)劃》