觅音计划-科学目标
系外宜居行星:
系外宜居行星的搜寻和生命信号的搜寻是系外行星科学的前沿和热点方向,有望直接回答“地球是否独一无二”、“人类在宇宙中是否孤独”等重大科学问题。觅音计划利用消零干涉的技术手段,实现对太阳系近邻潜在宜居行星的搜寻并探测其中能够反映生命存在的信号,是觅音计划的主要科学目标。
l 搜寻太阳系近邻恒星周围的宜居带类地行星:通过对太阳系附近20pc内的FGK型恒星进行消零干涉观测,在恒星周围探测系外行星,尤其是位于恒星宜居带内的类地行星的信号,从而寻找到可能承载生命的“地球2.0”;理解行星及行星系统的多样性,理解太阳系作为行星系统的特异性,并且回答类地行星在宇宙中有多普遍等问题。
l 探测宜居带类地行星上的潜在生命迹象:利用消零干涉手段,直接观测宜居带类地行星的热辐射,通过解析宜居带类地行星的辐射光谱,探测行星大气中生命相关的气体信号,如氧气、臭氧、甲烷和磷化氢等;结合宜居带类地行星的宿主恒星、行星和大气特征信息,评估此类行星的宜居性。
太阳系小天体:
太阳系生命信号探测是火星、木卫、土卫、小天体等深空天体探测的主要动机,现有的就位探测手段能够获取丰富信息(乃至样品),但周期长、效率低,但缺乏系统性普查能力;而基于望远镜的巡天观测速度快、效率高,但缺乏光谱等关键信息。觅音计划可高效率地获得太阳系小天体光谱等关键信息,建立普查与精测的关联,探究太阳系生命有关物质成分的分布及演化规律。
l 通过对太阳系内30AU外、百公里直径的太阳系小天体进行直接成像,获取其热辐射光谱。系统性普查太阳系小天体的位置、大小、轨道、组成、结构、热特性等物理特性。揭示太阳系中水、有机物的分布;理解太阳系天体的动力学演化过程;为地球生命起源寻找关键证据。
高分辨率天文学:
恒星、星系、致密天体等都是构成可见宇宙的基本单元,对各类天体的观测研究是研究宇宙和物质起源基本规律的重要前沿。觅音计划将以优于詹姆斯韦布望远镜的观测能力,对各类天体开展高分辨率和灵敏度的时-空-光测量,深化人们对各类天体和宇宙本质的理解。
l 通过探测银河系内的原恒星盘,解析原恒星盘的结构和主要成分,观测恒星形成的气体盘的结构演化;理解恒星和行星的形成和演化过程。
l 通过活动星系核测量类星体的距离,作为标准烛光,精确测量哈勃常数。
l 通过观测球状星团的天体轨道,寻找可能存在的中等质量黑洞,填补中等质量黑洞发现中的空白,揭示黑洞形成机制。
l 通过高空间分辨率成像,搜寻致密双超大质量黑洞系统,寻找纳赫兹引力波对映体。