紫金山天文台牵头CHES计划，微角秒级精度搜寻“地球2.0”

紫金山天文台牵头CHES计划，微角秒级精度搜寻“地球2.0”

在浩瀚的宇宙中，地球是否独一无二？在太阳系之外，是否存在另一颗适宜生命存在的“地球2.0”？这些疑问，激发着人类对宇宙的无尽探索。如今，中国科学院紫金山天文台领衔的科研团队，正通过一项名为“近邻宜居行星巡天计划”（Closeby Habitable Exoplanet Survey，简称CHES）的创新项目，向这些终极问题发起挑战。

CHES计划的核心是一台口径达1.2米的高精度空间天体测量望远镜。这台望远镜将被发射至日地拉格朗日L2点，一个距离地球约150万公里的特殊位置。在这里，望远镜将利用微角秒级别的高精度天体测量技术，探测太阳系附近32光年范围内的类日恒星。

什么是微角秒级别的精度？我们知道，1度等于60分，1分等于60秒，而1微角秒则是1秒的百万分之一。这种极高的精度，使得CHES能够捕捉到极其微小的恒星位置变化，从而推断出其周围是否存在行星。

CHES计划的主要目标是探测类日恒星周围的宜居带类地行星。所谓宜居带，是指恒星周围一个适宜生命存在的区域。在这个区域内，行星表面的平均温度能够维持液态水的存在，同时恒星辐射和活动性不会过于强烈，从而为生命的诞生和演化提供可能的条件。

目前，人类已经在太阳系外发现了6000余颗行星，但其中大多数并不具备宜居条件。在距离太阳系32光年以内的范围内，已发现的行星仅占总数的2%，且这些行星大多围绕温度较低的红矮星运行，不利于生命存活。因此，寻找围绕类日恒星的宜居带类地行星，成为天文学界的重要任务。

CHES计划采用了原创性的技术路线，具体包括微像素星间距测量、低畸变大视场望远镜光学系统和高稳定度姿控、高精度热控等关键技术。这些技术突破，使得CHES能够在极端精密的尺度上进行观测，从而实现对宜居带类地行星的直接探测。

这一创新性的探测方法，填补了国际上近邻类日恒星宜居带类地行星探测的空白。作为首个专门针对这一目标的空间任务，CHES有望实现从0到1的重大科学突破。

CHES计划的实施，将为人类探索宇宙中的生命起源提供关键线索。通过探测和分析近邻类日恒星周围的宜居带类地行星，科学家们希望能够解答“地球是否唯一”这一困扰人类已久的哲学命题。

此外，CHES还将对X射线双星和黑洞候选体进行探测，揭示银河系的暗物质分布。这些研究将有助于深入理解黑洞的形成机制，以及其他前沿科学问题。

CHES计划预计将在5年的任务周期内，累计完成29220小时的科学观测。其中，25120小时将专门用于近邻系外宜居行星的探测，占总观测时间的86%。剩余时间则可用于拓展科学目标的研究，如X射线双星与恒星级黑洞的质量测量等。

这一雄心勃勃的计划，不仅标志着我国在天文学领域取得了重要进展，更为未来的太空探索奠定了坚实基础。随着CHES计划的推进，我们或许将首次发现近邻类日恒星的宜居带类地行星，为人类寻找“第二个地球”带来新的希望。

正如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季江徽所说：“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’。”