准备用来揭开系外行星更多未知面貌的全新卫星 CHEOPS,已在美东时间 12 月 18 日凌晨正式出发升空,目前正在离地 700 公里以上的太阳同步轨道待命。欧洲太空总署表示,该颗卫星任务将着重于分析现有已知系外行星的更多未知特征。
过去 30 年来,NASA 的开普勒太空望远镜、凌日系外行星巡天卫星(TESS)、ESA 的对流旋转和行星横越任务(Convection Rotation and planetary Transits,CoRoT)等,已帮助天文学家发现数以千颗系外行星,让我们知道太阳系之外的世界有多缤纷。
一般来说,天文学家主要利用 2 种方法来搜寻系外行星,第一种为径向速度法:当一颗大质量行星近距离经过母恒星时,其引力会导致母恒星出现微弱“摆动”,这种方法可以计算出行星的质量,但无法理解行星的组成和其他性质。
第二种为凌日法:当行星经过母恒星前方时(在地球观测者眼中),会导致母恒星亮度些微下降,这种方法可以计算出行星的密度,并确认行星是跟地球一样属于类地行星、还是跟土星、木星一样属于气态巨行星。
而现在,美东时间 12 月 18 日凌晨 3 点 54 分,ESA 的“系外行星特性探测卫星(CHaracterising ExOPlanets Satellite,CHEOPS)”正式搭乘火箭发射升空,发射约 2 小时后,装着卫星的整流罩成功脱离火箭,释放 CHEOPS 卫星进入离地约 700 公里高的轨道。(此次火箭有效载荷共有 5 颗卫星,除了 CHEOPS 卫星外,还有配备了合成孔径雷达的 Cosmo-SkyMed 卫星、以及另外 3 颗立方卫星)
最终,CHEOPS 卫星将进入太阳同步轨道中的晨/昏轨道;相较之下,哈伯太空望远镜位于离地约 559 公里的低地球轨道。
特别的是,CHEOPS 卫星并非加入搜索系外行星的行列,而是从 2020 年 4 月起展开为期 3.5 年的任务,将重点研究约 300~500 颗已知的系外行星,结合行星的质量、密度、大小、大气成分(比如水、甲烷)等资讯,分析出更精确的行星组成、行星演化历史。
也就是说,CHEOPS 卫星主要任务目标有:
- 测量大小介于地球~海王星之间的系外行星精确尺寸
- 测量热木星的光曲线,观察行星大气中的能量如何传输
- 将 CHEOPS 的质量结果与现有行星质量相结合,以限制组成成分与内部结构
- 确定未来其他天文台搜索系外行星大气关键分子的指纹
但尽管 CHEOPS 主要任务目标不是寻找新的系外行星,科学家仍分配了一点观测时间给某些已知的多行星系统,比如 GJ 9827 和 K2-138 系统,也许有机会再发现系统中的新成员。
除了这些太空望远镜,地面上也有其他望远镜努力支援搜寻系外行星,比如安装在 ESO 3.6 米望远镜上的高精度径向速度行星搜索器(HARPS)、安装在甚大望远镜上的 ESPRESSO 光谱仪等,也利用径向速度法协助搜寻又有哪颗恒星出现晃动;帕瑞纳天文台的次世代凌星巡天(Next-Generation Transit Survey,NGTS)计划,则使用凌日法侦测系外行星。
- Arianespace launches historic CHEOPS exoplanet satellite mission
- ESA launches Cheops satellite to examine distant exoplanets
- Europe Just Launched A New Telescope To Study Alien Planets Like Never Before
- Search for Habitable Worlds Joined by New European Space Telescope
- Europe Launches CHEOPS Satellite to Study Alien Worlds
(首图来源:欧洲太空总署)