交汇点讯近日，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）》，将“宜居行星”探测列为五大科学主题之一。目前，中国科学院紫金山天文台领衔的科研团队，已启动近邻宜居行星巡天计划（CHES），对目标恒星开展仿真观测并制定了观测策略。未来，该任务将发射一个1.2米口径高精度空间天体测量望远镜至日地拉格朗日L2点轨道，全面“普查”近邻类太阳型恒星的宜居带类地行星，为人类寻找“第二个地球”。

“近邻宜居系外行星”是空间科学重要的前沿研究方向。针对近邻宜居行星巡天计划，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、首席研究员季江徽及其团队已经进行了长达十余年的研究。

“我们将通过发射的高精度空间天体测量巡天望远镜，在30多光年外的100颗类太阳型恒星周围寻找‘第二个地球’，并将全面普查近邻行星的数目、真实质量和三维轨道等信息。”季江徽说，一旦发现类似地球的宜居行星，科研工作者会进一步研究该行星大气层是否含有氧气、水，并探寻生命迹象，“这类研究将为人类移民外星球寻找方向”。

CHES卫星发射后，将在日地拉格朗日L2点的晕轨道（Halo轨道）上运行。这一观测位置有何讲究？季江徽告诉记者，L2点轨道不受地球重力梯度影响，可实现全天时观测，且轨道的热辐射环境也比较稳定。目前我国已具备将卫星发射到L2点轨道的运载能力，测控及数传能力也可满足要求。“日地拉格朗日L2点是一个优良的天文学观测区域，国际上很多空间任务例如盖亚卫星（Gaia）、詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）等均在该区域运行，我国“嫦娥二号”卫星也曾经抵达该位置。综合考虑载荷观测效率、卫星姿态稳定性、热控精度的极高要求，CHES卫星将在L2点的Halo轨道上运行5年。”

为保证任务可行性，观测策略的设计是关键之一。为此，团队开展了近100个目标恒星的仿真观测研究，为每个目标恒星制定了详尽的观测策略与方案。“我们设计了两种观测模式：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，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。每年每颗目标恒星的可观测时间约占全年的2/3。”季江徽补充道，5年任务周期内，望远镜的观测区域每年均有所变化，以确保目标恒星在每年观测的时刻不同，从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HD88230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，验证了该观测策略能够探测到宜居带类地行星的信号，并成功反演其轨道参数，从而证实了观测策略的可行性。

团队相关研究表明，在5年的任务周期内，专用于近邻系外宜居行星探测的时间占总观测时间的86％，其余时间可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。

新华日报·交汇点记者蔡姝雯

供图：中国科学院紫金山天文台