歐洲航天局（ESA）即將發射首個系外行星望遠鏡，該望遠鏡將對太陽系外數百個已知世界進行詳細研究。天文學家表示，這項任務預示著任務的重心將從發現此類行星（目前已發現約 4,000 顆）轉向詳細瞭解它們。
被稱為 CHEOPS（系外行星特徵衛星）的這顆 300 公斤、耗資 5000 萬歐元（5500 萬美元）的航天器計劃於 12 月 17 日從歐洲蓋亞那庫魯航天發射場搭乘聯盟號火箭發射。它將被送入地球上方 700 公里的軌道，其主要儀器將始終指向地球的夜側，這樣它對太空的觀測就不會被陽光中斷。
位於荷蘭諾德韋克的歐洲空間研究與技術中心的任務專案科學家凱特·伊薩克說：“我們正在從發現（系外行星）轉向表徵。藉助 CHEOPS，我們將能夠回答特別是小型行星是如何形成的問題。”
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CHEOPS 配備了一個攝像頭，將觀察已知有系外行星圍繞其執行的恆星。透過凌星法——觀察當行星從恆星前方經過時，恆星光線的亮度下降——天文學家將使用 CHEOPS 來計算這些世界的大小並研究它們的部分大氣層，從而提供關於各種系外行星形成和演化的關鍵資訊。在其為期 3.5 年的科學任務中，該任務將於 2020 年 4 月開始，望遠鏡將研究 300 到 500 個世界。
轉變重點
天文學家在三十年前用地面望遠鏡發現了第一顆系外行星。從那時起，已經發射了幾個旨在發現更多新世界的太空任務；其中包括美國宇航局的開普勒太空望遠鏡，該望遠鏡於 2018 年 11 月退役，以及該機構的凌星系外行星巡天衛星（TESS），於 2018 年 4 月發射。
但是 CHEOPS 是第一個旨在研究行星的太空望遠鏡。它將瞄準的已知系外行星範圍從地球大小的世界到迷你海王星，後者是比冰巨星天王星和海王星略小的氣態行星。其中包括炙熱的“超級地球”55 Cancri e；一顆疑似冰巨星，名為 HD 97658b；以及氣態巨行星 KELT-9b，它的白晝溫度高於 4,000 °C。KELT-9b “是一顆實際上比一顆冷恆星還要熱的行星”，位於瑞士日內瓦大學的 CHEOPS 任務科學家大衛·埃倫賴希說。
CHEOPS 是未來幾年內計劃發射的幾個任務中的第一個，它將幫助詳細研究系外行星。美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，計劃於 2020 年代發射，將使用其大型反射鏡在光譜的紅外部分探測遙遠的宇宙，並將成為研究遙遠世界大氣層的有力工具。此外，歐洲航天局將於 2028 年發射大氣遙感紅外系外行星大型巡天（ARIEL），該任務將以紅外線研究大約 1,000 顆系外行星的大氣層，以計算其組成及其演化方式。
英國卡迪夫大學的天文學家，也是 ARIEL 團隊成員的馬特·格里芬說：“探測系外行星現在已成為常態。但是我們需要進入一個新時代，在這個新時代中，我們開始表徵和測量它們的詳細特性。”
埃倫賴希說：“在過去的 25 年裡，系外行星已成為天體物理學中最熱門的話題之一。因此，科學界對此感到非常興奮。”
本文經授權轉載，並於 2019 年 12 月 10 日首次發表。