点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:用原创性技术路线探寻“下一个地球”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

用原创性技术路线探寻“下一个地球”

来源:科技日报2024-11-07 09:51

  近邻宜居行星巡天计划(以下简称“CHES计划”)观测策略日前在国际期刊《天文学杂志》发表。这一观测策略由中国科学院紫金山天文台领衔的科研团队制定,该团队围绕CHES计划开展了先期研究。

  CHES计划将发射1个搭载1.2米口径高精度空间天体测量望远镜的卫星——CHES卫星,通过空间微角秒级别的高精度天体测量方法,探测距太阳系约32光年的近邻类日恒星宜居带,并从中寻找“下一个地球”。

  聚焦天文领域未解之谜

  自1995年发现首颗系外行星起,人类迄今已发现6000余颗系外行星。“2000年以来, 国际上已启动并实施了多个项目,进行系外行星的空间探测。然而,目前尚未发现类日恒星周围宜居带内的类地行星。”中国科学院紫金山天文台行星科学与深空探测实验室主任、首席研究员季江徽告诉记者。

  10月15日,中国科学院、国家航天局及中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,提出我国空间科学发展“三步走”战略目标。该规划将“宜居行星”主题列为我国有望取得突破的五大科学主题之一,并提出“探索太阳系天体和系外行星的宜居性,开展地外生命探寻”。

  何为宜居行星?季江徽说,宜居带是恒星周围适宜生命存在的区域。在宜居带内,行星表面平均温度能维持液态水的稳定存在,同时恒星辐射与活动性不能太强,以免破坏行星大气。在太阳系,地球的轨道位于金星与火星之间,恰好处于太阳系宜居带。“宜居带类地行星被视为宇宙中的‘新大陆’,是人类探索生命信号的主要目标。这些行星有望成为理想的人类第二家园,即‘下一个地球’。”他说。

  季江徽介绍,目前,距离太阳系32光年以内发现的行星数仅占系外行星总数的2%,其中仅有16颗是宜居带上的岩石行星,且均围绕温度较低的红矮星运行,这样的条件对生命的存活不利。因此,“‘下一个地球’究竟在哪里”,仍是天文学上的未解之谜。尤其令人困扰的是,在距离太阳系32光年以内的类日恒星中,约90%的恒星周围尚未探测到行星存在。作为国际上首个直接探测近邻类日恒星宜居带类地行星的空间任务,CHES计划有望解答“近邻宜居系外行星的分布”“地球是否唯一”“行星如何成为生命摇篮”等重大科学问题。

  突破天体测量关键技术

  季江徽及团队长期开展系外行星探测以及地外生命探寻等研究,他介绍,CHES计划将采用原创性技术路线,利用基于空间微角秒级别的高精度天体测量和定位技术,普查太阳系近邻约100颗类日恒星, 并从中探测宜居带类地行星或“超级地球”。同时,该计划还将详细普查宜居行星的数目、真实质量和三维轨道等信息。

  “CHES计划采用的原创性技术路线,具体将由微像素星间距测量、低畸变大视场望远镜光学系统和高稳定度姿控、高精度热控等技术来实现。”中国科学院国家空间科学中心副研究员李海涛说,微像素星间距测量技术将通过外插式激光干涉手段对探测器的像素特性进行标定,实现约10-5像素级别的星间距测量精度;低畸变大视场望远镜光学系统技术主要包括反射镜的研磨、镜头的微应力固定、系统结构稳定性设计、系统轻量化、系统装配及检测等具体技术;高稳定度姿控、高精度热控技术则可以使CHES卫星平台性能更稳定。

  近年来,紫金山天文台联合中国科学院国家空间科学中心、光电技术研究所和微小卫星创新研究院,充分发挥中国科学院体制化建制化优势,已在上述关键技术领域取得重大突破。季江徽说,通过采用原创性探测方法,CHES计划希望填补近邻类日恒星宜居带类地行星探测的空白。

  开展目标恒星仿真观测

  针对CHES卫星发射后在日地拉格朗日L2点的运行情况,团队已开展目标恒星的仿真观测研究。为确保探测任务能有效捕捉到类日恒星宜居带内类地行星的信号,科研团队为每个目标恒星制定了详尽观测策略与优化方案,并对各目标恒星在探测任务周期内的观测时刻作了科学规划。

  “团队综合考虑了载荷观测效率、卫星姿态稳定性及热控精度的高要求,选择在日地拉格朗日L2点的晕轨道上运行5年。”季江徽介绍,1.2米口径高精度空间天体测量望远镜设有主要观测和重复观测两种模式。主要观测模式将在垂直于黄道面的方向上依次进行循环观测,观测方向将在垂直于太阳和L2点连线的平面上绕连线旋转,承担大部分观测任务。重复观测模式则用于补足观测次数要求较多或分布密集的恒星,观测方向会根据需要进行调整。

  在主要观测模式下,望远镜的观测范围将随着地球绕太阳的公转而变化。为避免阳光直射对观测的影响,当观测方向与太阳方向的夹角小于60度时,将不再重复观测。因此,每年每颗目标恒星的可观测时间约占全年的2/3。

  季江徽介绍,在5年的任务周期内,望远镜的观测区域每年均将有所调整,从而确保目标恒星在每年观测的时刻不同,以便充分观测视差及行星轨道,进而提高对宜居带类地行星信号的探测能力。

  研究人员还模拟了目标恒星HD 88230周围宜居带存在一颗类地行星的情形,并进行了仿真观测与数据拟合。结果验证了该观测策略能探测到信号。研究人员还成功反演出其轨道参数。

  季江徽说,在5年的任务周期内,CHES卫星将累计有29220小时可用于科学观测,其中25120小时专用于CHES计划的近邻系外宜居行星探测,占总观测时间的86%;其余4100小时则用于拓展科学目标的研究,例如X射线双星与恒星级黑洞的质量测量等,这将有助于深入理解黑洞的形成及其他前沿科学问题。(记者金凤)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平会见塞内加尔总理松科

  • 云南虎跳峡:夏日旅游热度攀升

独家策划

推荐阅读
今年“三夏”生产,该农场配备无人驾驶系统的收割机和拖拉机、气吸播种机、精准水肥轮灌系统、自动巡田无人机等智能化装备大显身手。
2025-06-27 10:25
6月24日,国家重大科研仪器研制项目“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”(WeHoST)在四川稻城启动建设配套项目,预计2027年望远镜完成装调并投入试运行。
2025-06-27 10:24
古生物研究表明,包括早期犬齿兽在内的一些远古动物,脑袋为一个没有左右脑半球区分的整体,而现生哺乳动物和典型的进步颌兽类则有左右两个脑半球。
2025-06-27 10:18
6月26日21时29分,经过约6.5小时的出舱活动,神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满完成既定任务。
2025-06-27 10:17
北京大学马丁教授团队26日凌晨在国际学术期刊《自然》上发表一项开创性研究,成功将复杂难处理的混合废塑料变废为宝,为根治全球塑料污染顽疾提供了新的思路。
2025-06-27 10:16
近日,一组“清华学生戴头套看演出”的照片在网络引发热议。脑机接口技术的应用还面临社会伦理与隐私保护方面的争议,如何平衡科学技术创新与社会伦理、监管要求等仍是难题。
2025-06-27 10:15
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十号航天员乘组将于近日择机实施第二次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十号航天员乘组在轨工作已满两个月,身心状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-06-26 09:48
6600万年前,希克苏鲁伯小行星撞击地球导致非鸟类恐龙灭绝,而就在撞击点附近,一种神秘的夜蜥蜴可能是唯一幸存下来的陆生脊椎动物。白垩纪末期,一颗巨型小行星撞击了墨西哥尤卡坦半岛附近的区域,形成了一个直径超过150公里的陨石坑,导致全球大多数动植物物种灭绝。
2025-06-26 09:47
在全球面临日益严峻的生态危机之际,中国科学院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员傅伯杰等提出了一个衡量人与自然共同繁荣程度的全球框架。论文合作作者、联合国开发计划署人类发展报告办公室主任Pedro Conceicao表示,面对当今严峻的地球系统变化,我们必须把人与自然健康、互惠的关系纳入发展愿景。
2025-06-26 09:46
黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”,是世界上最肥沃的土壤。这项调查系统查清了我国东北典型黑土区地表基质资源“家底”,实现了东北黑土地地表基质层的首次系统调查与深度解剖。
2025-06-26 09:41
记者邱玥25日从中国海油获悉,我国首个自营超深水大气田“深海一号”二期项目全面投产。 目前,“深海一号”大气田已经达到最高产能设计状态,年产气量有望超过45亿立方米。
2025-06-26 09:40
由美国国家科学基金会和能源部支持的薇拉·C·鲁宾天文台,首次捕捉到的太空景象呈现出一场由恒星“托儿所”及邻近星系的密集星团构成的粉蓝视觉盛宴。鲁宾天文台的科学团队还开发了面向公众的工具“天空查看器”,用户可通过平移和缩放功能探索这些超高分辨率图像中的恒星和星系。
2025-06-25 09:46
中国海油25日宣布,公司在南海水域的“深海一号”大气田二期项目全面投产,标志着我国最大海上气田建成。“深海一号”大气田分一期和二期开发建设(一期于2021年6月投产),探明天然气地质储量超1500亿立方米,最大作业水深超1500米,最大井深达5000米以上,是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2025-06-25 09:33
2017年启动的第二次青藏高原综合科学考察,为新一代草地植被图的绘制提供了新的契机。“我们共识别出65种主要草地类型,其中高山嵩草草甸、紫花针茅草原、矮生嵩草草甸、垂穗披碱草草甸和线叶嵩草草甸这5个群系分布最广。
2025-06-25 09:30
6月24日,“应急使命·2025”极端灾害事故场景新质救援能力检验性演习在黑龙江省东宁市、河南省濮阳市等地举行。“源网荷储”应急供电中,国家电网运用新技术、设备,实现小型水电站“黑启动”“光伏+储能”协同供电,保障重点区域电力供应。
2025-06-25 09:24
研究团队通过发育表达分析、原位杂交和免疫组化技术,在甜菜孢囊线虫早期寄生阶段鉴定出两个关键分泌效应蛋白——Hs28B03和Hs8H07。该研究首次发现,植物寄生线虫会“劫持”植物细胞的“垃圾处理系统”——泛素化系统来摧毁免疫。
2025-06-25 09:23
24日,记者从中国农业科学院棉花研究所获悉,中国农业科学院棉花研究所、西部农业研究中心棉花分子遗传改良创新团队杨作仁研究员与中国农业科学院生物技术研究所柳小庆研究员,合作创制了可生产虾青素的工程棉花。
2025-06-25 09:22
“智慧光源大脑”是国内首个同步辐射人工智能数据解析平台,能够更高效地处理同步辐射实验产生的海量复杂数据。
2025-06-24 09:43
新修订的《中华人民共和国科学技术普及法》实施半年,近日,有媒体采访多位科研人员,梳理新科普法落实效果。受访的多位科研人员表示,新科普法为科研人员开展科普工作提供了制度保障。
2025-06-24 04:50
6月初,依托东南大学共建的南京紫金山实验室发布全球首个6G广域低空覆盖的无蜂窝通智感融合外场试验网,赋能低空经济、数字能源、智能制造等应用场景,有望催生千亿级产业链,助力南京打造“6G之城”。这是东南大学勇挑硬核科技创新大梁,支撑服务新质生产力发展的生动缩影。
2025-06-24 05:00
加载更多