中国科学家开始计划寻找太阳系外宜居类地行星
中国科学家开始计划寻找太阳系外宜居类地行星，如果计划实施，这将是国际上首次专门在近邻类太阳型恒星周围寻找宜居类地行星的空间探测任务。中国科学家开始计划寻找太阳系外宜居类地行星。
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在很多科幻电影中，人类都曾进行过星际移民，迁移到另外一个资源更加肥沃，更加宜居的星球上去。
现在，中国科学家正在探索将其变成现实。
据@科技日报 消息，近日中国科学院紫金山天文台透露，中国科学家们提出一项“近邻宜居行星巡天计划”（以下简称“CHES”），计划发射一个1.2 米口径的高精度天体测量空间望远镜。
它将在日地拉格朗日L2点常规运行至少5年时间，拟探测距离地球约32光年的100个类太阳型恒星，期望发现首颗太阳系外宜居带“地球2.0”。
CHES的科学载荷是一台口径为1.2米、焦距为36米的高像质、低畸变、高稳定光学望远镜，可实现全视场近衍射极限成像，就像是在浩瀚宇宙中一双明察秋毫的眼睛。
这将是国际上首次专门在近邻类太阳型恒星周围寻找宜居类地行星的空间探测任务。
中国科学院紫金山天文台研究员、“近邻宜居行星巡天计划”项目负责人季江徽透露，CHES计划要找的“地球2.0”或者说“孪生地球”，就是和地球质量相当，轨道处于宜居带，大气或者表面可能有液态水来维持生命存在的行星。
他强调：“即使人类现在没有能力达到这些类地行星，也并不影响我们思考人类在宇宙中将何去何从，去发现是否还有与地球一样的行星。”
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据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道，近日，中国科学家提出一项通过太空望远镜开展的巡天计划，将长期观测距离地球约32光年的约100颗类太阳型恒星。然后，在它们周围发现宜居带类地行星，特别是“地球2.0”——也就是与地球大小、轨道与环境非常相似的行星，实现“从0到1”的重大突破。据估算，这一计划预计发现约50颗类地行星。
如果计划实施，这将是国际上首次专门在近邻类太阳型恒星周围寻找宜居类地行星的空间探测任务。具备什么样的条件才可称为宜居行星？为什么要观测距离地球约32光年的恒星？太阳系在银河系中处于什么样的位置？
成为一颗宜居行星？难！
中国科普作家协会会员、牧夫天文论坛创办人解仁江介绍，截止到2022年3月22日，科学家们已经确认的系外行星有5030颗，系外行星的候选体，即待验证的系外行星有8974颗。其中，宜居行星的候选体大约有59颗，超级宜居行星的候选体有24颗，已经确认的超级宜居系外行星有2颗。
天上行星千千万，但宜居行星少之又少。
一颗公认的宜居行星首先必须有大量的液态水，而且必须是岩质行星。只有存在坚硬的岩石表面，才能存在海洋，生物从而能够游动或站立。
其次，宜居行星需要能够接收到来自中央恒星的光照，因此行星必须处于恒星的宜居带内，但这也并不意味着处于恒星宜居带内的行星一定存在生命。太阳系的宜居带从金星轨道开始到火星轨道附近结束。金星虽处于太阳系的宜居带内，但目前没有发现金星存在生命的可能性。
另外，宜居行星还需要磁场的保护。磁场可以保护行星上的生物免受恒星射线、宇宙射线等有害辐射的影响。宜居行星最好还能够拥有几个“保镖”。地球能够平稳地演化出生命，也跟地球配备有几个“保镖”相关。距离地球不远的`木星就是地球的“保镖”之一，木星是太阳系最大的行星，它可以帮助我们挡住或者提前吸走可能对地球造成威胁的小行星。
此外，合适的大气压、大气成分、重力，稳定的表面都是一颗宜居行星要具备的条件。
搜寻系外行星的方法多多
此次巡天计划的目标是距离地球约32光年的约100颗类太阳型恒星，之所以选择距离地球32光年这一范围，是由于这是目前人类可以清楚观测恒星的最远距离。距离远，恒星的亮度低，超过这一范围，以人类当下的探测手段难以识别恒星发来的辐射。
“近邻宜居行星巡天计划”项目负责人、中国科学院紫金山天文台研究员季江徽介绍，本次巡天计划中采用空间高精度相对天体测量技术。相较于国外开普勒与TESS望远镜采用的“凌星法”，天体测量的方法对于探测对象周围的行星轨道空间分布的要求更低，即不需要特殊的轨道，在任何情况下都有百分百的探测效率。
此次具有原创性的方法，突破了测量行星物理特性的科学难题。季江徽表示，这可能是唯一可以比较精确测量行星质量的测量方法。
目前搜寻系外行星的手段大致有7种，解仁江补充，除了天体测量法和凌星法外，还有直接成像法、径向速度法、重力微透镜法、脉冲星计时法和狭义相对论法。
太阳系位于银河系的“郊区地段”？
有种说法认为太阳系处于银河系的猎户座旋臂上，而猎户座旋臂是一个荒凉的区域。解仁江解释，太阳系围绕着银河系公转，目前确实处于猎户座旋臂的范围内，但太阳系并不是“镶嵌”在了猎户座旋臂上，太阳系和猎户座旋臂都会绕着银河系公转，且二者的公转速度并不完全一致。
太阳系在银河系的位置既不十分“繁华”，但也不算“荒凉”，而是处于银河系的宜居带内，与银河系中心不远不近的距离是太阳系能够孕育出生命的重要原因。
要诞生宜居的岩石行星需要一定的金属元素，距离银河系中心越近能够获得的金属元素越多，因为恒星大部分都聚集在银河系的中心，距离银河系中心太远就无法接收到来自这些恒星释放的金属元素。但距离银河系中心太近也不利于生命的存活，银河系中心恒星太过密集，一旦发生超新星爆炸等情况将会直接打断生命的演化。
虽然目前人类无法亲自到宜居行星上一探究竟，但解仁江表示，科学本身的价值是满足人类的好奇心，而好奇心又是人类文明进步的原动力。十几年前，人类对系外行星还是一无所知，到如今触及32光年外的宇宙，这是人类文明的一大飞跃。
目前，由中国多家科研机构组成的团队在中国科学院空间科学先导专项支持下已开展了前期研究，攻克了主要的关键技术，并开展了广泛的国际合作，期待更多的天文学家参与。
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浩瀚宇宙中是否有和地球一样的行星？上面是否存在着与地球生命相似的外星世界？这两个问题一直以来，都是人类开展深空探测的重要内容。
传统行星探测方法的缺陷
2009年美国发射了开普勒空间望远镜，2018又发射了凌日系外行星勘测卫星（即苔丝卫星），这两个探测器的主要任务就是对宇宙空间开展“天体普查”，从中寻找隐藏在宇宙深空中的系外行星。
10多年时间来，以这两架太空望远镜为主体，科学家们一共搜寻到且确认了5000多颗系外行星，其中拥有类似地球特征、处于恒星宜居带内的行星有50多颗，由于这些行星有一定的概率会支撑生命形态的产生，因此被命名为“地球2.0”。
这两个太空观测项目所采用的方法，都是基于“行星凌日”法，其原理是，行星在围绕恒星公转的过程中，从观测卫星的角度看，有一定的概率会发现行星从恒星的“前方”经过，从而遮挡住一部分的恒星光线，造成恒星亮度发生周期性的微弱变化。虽然这种方式是目前搜索系外行星最常用的方法，但是观测结果并不怎么理想。
主要表现在这几个方面：一是观测卫星、行星和恒星必须处在一条直线上，才能在特定的时间观测到遮挡恒星光线的情形，而这种情况实际发生的几率很低，从而大幅减少了我们发现系外行星和宜居世界的几率。
二是即使观测到凌日现象，也不能完全代表着遮挡物就是行星，还需要同时借助其他的观测手段来加以确认。
三是深入探查的能力不足，利用这种方法通常只能得到关于行星的很少一部分特征，比如行星的尺寸，而对于质量、大气层等更多的细节，则很难获取。
四是以往观测到的系外行星，距离地球都非常遥远，观测到的信号实在是太过于微弱了，既不利于深入的研究，而且对今后实施实地探测甚至载人探测都没有什么实质性的意义。
我国科学家提出新的“巡天计划”
基于以上问题，再加上开普勒空间望远镜已经退役，能够高效寻找地外行星世界的天文望远镜就变得更加寥寥无几，在这种大背景下，我国科学家通过数年的钻研和技术的积淀，提出了一项在世界上还没有开展过的“巡天计划”，引发了世界的广泛关注。
面对上面提到的其他巡天望远镜存在的主要缺陷和不足，特别是在空间分辨率、亮度变化差异以及太空信号异常嘈杂等方面，中科院南京紫金山天文台的研究团队提出了一项非常创新的观测计划，即“近邻宜居行星巡天计划”。
其主要原理是：如果一颗恒星的周围存在着行星，那么在引力的作用下，行星就会使恒星产生微小幅度的周期性摆动，假如我们能够观测到恒星位置的这种微弱变化，并且扣除恒星因自身运动所形成的位移这种误差之后，就能计算出恒星周围是否存在行星，而且还能推测出行星的质量。
有哪些强大之处？
我国科学家提出的新“巡天计划”，主要基于空间高精度的相对天体测量技术，以6-8颗恒星为固定参考点，然后精确测量目标恒星相对于这些参考点的相对位置变化，从而实现微角秒级的星间距变化测量，应用这种方法进行系外行星测量，特别是应用到近邻“类太阳型”恒星的探测，在世界上还属于首次。
目前我国已经完成了数年的技术验证，预计将在未来几年内实施，通过发射一枚口径约1.2米的高精度天体测量空间望远镜，将其发射日地系统的第二拉格朗日点处，实现微角秒级星间距的测量精度，而且将探索区域锁定在距离地球约32光年的区域，相对于以往的系外行星探测来说，这个目标区域距离地球简直近得不能再近了。
如此近的距离，同时又会极大提高探测的精度水平。我国的这项探测计划，其空间分辨率相当于在地球上分辨出一枚放在月亮上的一元硬币，这种精度将直接超过欧航局的盖亚卫星，这对于深入观察行星世界的细节特征，起到至关重要的推动和保障作用。
同时，我国的新“巡天计划”，能够探测到的宜居行星数量也可能比较可观，据有关负责人介绍，探测望远镜将会巡查100个类似太阳的恒星系统，保守估计能在较短的时间内，能寻找出至少50颗地球2.0行星。
此外，应用新的“巡天系统”，我们在探测系外行星时，将不受行星公转轨道的限制，理论上处在任何轨道的行星都能被探测到；能够有效地剔除宇宙空间中的嘈杂信号，发现行星之后还不用经过其他方法的确认；能够直接测量行星的质量等等。
这些优势，对于极大提升我国天文探测能力、全面开展近太阳系行星普查、了解恒星系统形成演化过程以及后续的载人实地探测等，都将具有重大意义。
接下来的几年，我国航天事业和太空探测事业将会进入全新的快跑阶段，势必会有越来越多的项目和技术，实现弯道超车或者充分展现后发优势，我国也必将成为领跑世界天文探测的中坚力量！
