我們知道,系外行星一直是科學家關注的物件,然而直到現在我們所觀測的系外行星數量仍然在有限的範圍內,這就需要我們在地球外部署更多的“眼睛”來觀測光年外的未知。好訊息是,CHEOPS剛剛睜開了它的“眼睛”開始研究已知的系外行星,幸運的話,幾周後我們將看到第一張關於系外行星的照片!
CHEOPS是歐洲航天局與瑞士伯爾尼大學合作的一個專案,該航天器於2019年12月18日發射,迄今執行良好。一兩個星期後,我們就能從儀器上得到第一批影象。它的任務不是尋找系外行星,而是更近距離地觀察已知系外行星的恆星,並觀察這些行星在其恆星前方執行的情況。它將用敏銳的眼睛觀察這些凌日現象,並將以更高的精度和精度確定這些行星的大小。幫助科學家更好地測量它們的品質、密度和組成。
探測行星的方法我們知道探測系外行星有兩種主要方法。開普勒任務和苔絲任務使用凌日法。凌日法指的是一顆系外行星在其恆星前方執行或凌日,通過探測星光的微小變化來證實它的存在。
另一種方法,也是發現系外行星的第一種方法,是徑向速度法。這種方法將重點放在恆星上,並在一顆繞軌道執行的系外行星拖拽它時,探測其運動中的微小擺動。它也被稱為多普勒光譜學。
第三種方法是直接觀察,但只有少數是直接觀察到的,因此這種方法比較少用。
凌日法能很好地反映系外行星的大小,但不能反映其品質。徑向速度法能很好地反映行星的品質,但不能反映行星的大小。在我們已知的4000顆系外行星中,幾乎沒有關於大小和品質的準確資料。這使得我們很難確定它們的密度和組成。
而CHEOPS將觀察外行星上的恆星,以測量它們的亮度因行星的凌日而發生的微小變化。這些資訊將幫助科學家精確和精確地測量軌道行星的大小。CHEOPS的目標是在超級地球到海王星大小範圍內擁有行星的恆星。通過將行星的大小與現有的地面光譜測量相結合,CHEOPS將為我們提供一個對行星密度的資料估計,這是我們捕捉太陽系外行星的第一步。
在其接下來3.5年的任務中,CHEOPS將觀測附近最亮的恆星,這些恆星是已知的系外行星的宿主。CHEOPS將能夠以一種新的精度來描述這些系外行星。這些CHEOPS的結果將會導致未來更多的後續觀測,如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,以及大型地面望遠鏡,如目前正在建造的40米超大望遠鏡,詹姆斯·韋伯的紅外能力也將允許詳細研究系外行星的大氣,目前CHEOPS正在700千米的高度環繞地球的兩極。
CHEOPS本質上是一個非常簡單的工具。這是一種叫做裡切-克雷蒂安望遠鏡的望遠鏡,它的孔徑是32釐米(12英寸)。望遠鏡被動冷卻到零下40攝氏度,該航天器由太陽能板提供動力,太陽能板也充當了遮陽板。CHEOPS的80%觀測時間將用於CHEOPS保證時間觀測(GTO)程式。這意味著它將花費80%的時間觀察已知的系外行星,這將使它的運作非常有效。
CHEOPS在2019年12月18日發射後不久,科學家測試了與衛星的通訊。然後,在2020年1月8日,相關人員開始了除錯,進行了測試,並啟動了所有的元件,結果顯示所有的測試結果都非常好,而現在CHEOPS的望遠鏡蓋子已經被開啟,這意味著它的“眼睛”已經睜開,開始凝視深空!
這張圖片拍攝於空中客車公司位於馬德里的國防與太空西班牙公司的無塵室進行太空測試期間,它的望遠鏡遮光罩保護了航天任務的科學儀器在測試、發射和在軌除錯的早期階段不受灰塵和強光的影響,望遠鏡蓋子於1月29日成功開啟。
望遠鏡的開啟標誌著另一輪測試和校準的開始。作為儀器校準的一部分,這臺望遠鏡拍攝了數百張照片。在下一步的測試中,CHEOPS將同時觀測有系外行星和沒有系外行星的恆星。在接下來的兩個月裡,許多有或沒有行星的恆星將成為目標,以檢驗在不同條件下CHEOPS的測量精度。CHEOPS是ESA新的s級(小級)任務之一。這些任務的預算限制在5000萬歐元以內。CHEOPS是這些任務中的第一個,與中國合作的太陽風磁層電離層鏈路探測器(SMILE)將是下一個任務。