欧洲太空总局发射新望远镜,将深入分析已知的系外行星

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。欧洲太空总局表示,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的克卜勒太空望远镜、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种方法来搜索系外行星,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(当地球观测者眼中),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,哈勃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)等信息,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:

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持搜索系外行星,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索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。

(首图来源:欧洲太空总局)