IT之家 10 月 27 日消息，拉祖利空间望远镜（Lazuli Space Telescope）将成为全球首台私人空间望远镜，由谷歌前首席执行官埃里克 · 施密特构思发起。该望远镜搭载一面 3 米口径的主镜，大于哈勃望远镜 2.4 米的镜面，计划在 2029 年前发射升空。
据IT之家了解，拉祖利望远镜配备三台仪器：一台宽视场光学成像仪、一台积分场光谱仪，以及系外行星日冕仪（ESC）。
一篇新研究为这台日冕仪拟定了观测目标清单，论文标题为《拉祖利系外行星日冕仪反射星光系外行星观测计划的首批优选目标》，已发布在 arXiv 网站。论文作者是密歇根大学天文系的洛根 · 皮尔斯（Logan Pearce）与亚利桑那大学斯图尔德天文台的尤恩 · 道格拉斯（Ewan Douglas）。
作者在文中写道：“借助反射星光直接探测并分析系外行星大气，我们可以研究成熟系外行星系统的物质组成（因为光通量和行星年龄无关）；观测波段为可见光，相比依靠热辐射的观测方式，能够观测距离恒星更近的行星，甚至有机会搜寻生命信号。”
在这一研究方向上，望远镜的 ESC 日冕仪尤为关键。依靠反射星光来解析成熟行星系统的大气，意味着观测不再依赖行星形成之初残留的余热。
行星会随年龄增长，残余余热不断衰减、热辐射亮度持续降低。而 ESC 依靠反射星光观测，可以避开这一限制。同时，相比红外望远镜，它能在更小的轨道分离距离上开展观测，也就是可以观测离恒星更近的行星 —— 距离恒星更近的行星反射的星光更多（这是简化解释，省略了部分细节）。
作者表示：“迄今为止，所有直接成像的系外行星，都是依靠行星自身的热辐射发光成像；但利用反射星光对行星开展空间分辨直接成像，已经近在眼前。”
“反射光成像可以探测、研究不受年龄影响的行星（反射星光的亮度不会随行星老化衰减）；成像波段更短（约 0.5–2 微米，也是恒星辐射峰值区间），分辨率上限更高，相比热红外观测，能够覆盖轨道更靠近恒星的行星。”
研究人员为 ESC 筛选出 27 个观测目标，全部都是气态巨行星。作者写道：“这份目标清单覆盖了以往直接成像没有触及的行星年龄与温度区间。”其中一部分目标，也可以由极大望远镜（ELT）的 METIS 热成像设备、南希 · 格蕾丝 · 罗曼空间望远镜的日冕仪设备观测。多设备协同观测能够形成互补，从而“完成全面的行星大气特征解析”。
尽管 ESC 的观测极具价值，开辟了寻找潜在生命信号的新路径，但它也存在局限，最突出的是所需曝光时长。作者解释：“反射光观测需要极高的对比度（约 10⁻⁷–10⁻⁹量级），对应的曝光时间长达几十到上百小时。对于这台 3 米级空间观测设备来说，漫无目的的巡搜很难实现。”
“优先选择已知行星、利用已经精确测定的轨道先验信息安排观测时机，最大化探测概率，能够大幅提升观测项目的效率。”
这份目标清单优先选择轨道参数已经明确的系外行星，从而最大化利用宝贵的观测时间。
关注系外行星的读者可能会认出清单里的部分气态巨行星：
- 巨蟹座 55d（55 Cancri d）：典型的类木星行星
- HD 181433 d：轨道偏心率极高，该行星系统还包含一颗超短周期超级地球
- 绘架座 β b（β Pic b）：最早被直接成像的系外行星之一，和著名的尘埃碎屑盘存在相互作用
私人出资建造空间望远镜是前所未有的尝试。其最终能达到多高的科学效能，以及私人所有权会带来哪些影响 —— 是提升运行效率，还是引发意料之外的问题，或是两者兼有，都还有待观察。
归根结底，这台望远镜的核心价值，取决于它能为系外行星科学带来怎样的贡献。
作者在结论中写道：“这份目标清单，把气态巨行星直接成像的观测范围拓展到温度更低的区间，用于研究成熟行星系统；部分目标也能被罗曼 CGI、ELT-METIS 观测。依托多平台协同，我们可以更完整地解析行星大气。”
参考资料：