尋找類地行星 探測引力波 歐洲為兩項太空項目開綠燈

LISA項目預計將於2034年啟動。圖片來源：ESA/Manuel Pedoussaut

本報訊歐洲空間局（ESA）於6月20日為兩項空間任務開了綠燈—— 一是找到一個像家一樣的地方，二是檢測宇宙歷史上最大的災難。

ESA下屬科學計劃委員會批准了行星凌日和恆星振蕩（PLATO）計劃向前推進。2026年，該計劃將開始搜索天空以尋找能夠替代地球的類地行星（此類行星與母星的距離適合生命的存在）。

與此同時，該委員會將激光干涉儀空間天線（LISA）項目放在了ESA的任務清單上，也就是說規劃人員現在可以開始細節設計了。2034年，LISA項目將開始探測太空中的引力波，即由星系碰撞及其中央的特大質量黑洞盤旋合并形成的宇宙震動所產生的漣漪。

LISA項目負責人、德國漢諾威市馬普學會引力物理學研究所Karsten Danzmann表示：「我們感覺很棒。」他說：「我們知道自己將要起飛，所以我們必須工作。」

LISA項目醞釀了很長時間。關於該項目的想法最早出現於上世紀80年代並在90年代早期由ESA首先提出——發射3架探測器，同時利用激光，在引力波經過時，精確測量兩者之間的距離，從而探測短暫的擠壓和空間的拉伸。

該計劃最初打算由ESA和美國宇航局（NASA）聯合實施，然而後者因預算問題於2011年撤出LISA項目。於是ESA縮減了項目設計，但LISA卻錯過了該局科學項目計劃的兩個早期發射槽。

隨著美國的LIGO探測器於2015年首次探測到引力波，以及ESA的LISA探路者任務（旨在對LISA項目使用的技術進行驗證）在2016年取得成功，LISA終於看到了曙光。

Danzmann說：「LIGO和LISA探路者任務功不可沒。這是真正的天文學，LIGO發現了4個黑洞，並且它將會找到更多。LISA探路者任務表明，它是能夠勝任工作的，我們只需要添加更有效的設備和更大的激光功率。」

LIGO的成功也為美國參與LISA項目提供了新的動力；NASA如今打算為這項斥資10億歐元的項目提供20%的經費，可能用於建造觀測所需的激光器和望遠鏡。

而PLATO聯盟於6月20日在瑞典斯德哥爾摩召開了一次常規會議，旨在加速該項目的運作。PLATO是ESA的一項中等規模的項目，其預算低於5億歐元。其目標在於列出一張類地行星的單子，這些類地行星包括那些處於明亮的與太陽類似的恆星宜居帶中的質量約為地球1.5倍的系外行星。為了找到它們，探測器將配備26個望遠鏡，每個望遠鏡直徑為12厘米，可以連續監測大約50%的天空。

PLATO項目還將開展敏感的「天文地震學」研究，即利用一顆恆星內部振動導致的星光微小變化確定其相關特徵，例如年齡、質量和半徑等參數。

與NASA的行星獵人開普勒空間望遠鏡類似，PLATO探測器將基於尋找恆星亮度的微弱變化——這意味著一顆行星從其前方掠過，即所謂的凌日法。當與地基的徑向速度觀測（測量歸結於行星引力的恆星「擺動」）相結合後，物理學家便能夠計算出行星的密度以及可能的構成。

PLATO探測器將有一項最初的「6年任務」，在距地球約150萬公里的太陽與地球引力平衡點——拉格朗日L2點，從眾多恆星中搜尋類太陽系恆星系統，並在其中搜尋類地行星。

PLATO項目之前曾被ESA科學計劃委員會選為「20年宇宙願景」計劃中的第三個中型任務。根據ESA在其網站上發表的公報，計劃研究太陽及太陽風的太陽軌道飛行器將於2017年發射升空，而繪製「暗宇宙」幾何結構的歐幾里得探測器則會在2020年發射升空。

ESA指出，PLATO項目有助於研究「20年宇宙願景」任務中的兩個關鍵問題，即行星形成與生命出現的條件以及太陽系的運轉。（趙熙熙）

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