宜居世界天文台拟增精密仪器提升类地行星搜寻能力
2025-11-05 10:52
来源:《今日宇宙》
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据预印本平台arXiv发布的研究论文显示,科学家提议为规划中的宜居世界天文台增设一台高精度天体测量仪器。该仪器将能以0.5微角秒的精度追踪行星位置,显著提升探测近距类地行星的效率。宜居世界观测站的艺术家概念图。

宜居世界天文台作为下一代空间观测设施,主要目标是在至少25颗类地系外行星大气中寻找生命迹象。格勒诺布尔阿尔卑斯大学法比安·马尔贝特与研究团队在论文中指出,当前设计依赖的日冕仪虽性能先进,但单独执行任务仍面临挑战。新增的天体测量仪器可将探测范围扩展至数百颗邻近恒星系统,为后续大气成分分析提供更多候选目标。

目前太阳系65光年范围内的类太阳恒星中,仅12%确认存在行星,且均为气态巨行星。现有最先进探测设备盖亚卫星的测量精度为20-30微角秒,而新型天体测量仪器的设计精度较之提升400-600倍,能通过检测恒星受行星引力产生的微小位移,计算系外行星完整轨道与绝对质量。

为克服传统天体测量仪器易累积误差的技术难点,研究团队提出采用探测器校准单元技术。该技术通过在CMOS传感器生成明暗条纹,精确校准每个像素位置,确保长期观测的稳定性。马尔贝特博士表示,宜居世界天文台需要在3-4年任务期内对单个天体进行逾百次独立测量,通过数据叠加消除残余随机误差。

这项技术创新还可应用于天体物理学基础研究,助力检验冷暗物质理论预测。高精度测量能捕捉暗物质引力引起的细微效应,为理解星系中心暗物质分布特征提供新证据。该技术方案源于忒伊亚任务提案的积累,其与宜居世界天文台的整合将形成协同效应。

按照当前规划,宜居世界天文台的全面研发将于21世纪30年代启动,预计40年代投入使用。研究人员认为,精密天体测量技术的成熟方案有望为这项寻找地外生命迹象的重大科学任务提供关键技术支持。

更多信息:Fabien Malbet 等人,《利用宜居世界天文台对系外行星和暗物质进行超高精度天体测量》,arXiv (2025)。

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