近期，中國科學院紫金山天文臺科研團隊圍繞空間探測任務近鄰宜居行星巡天計劃（CHES）開展了前期研究，系統探討了如何將CHES的高精度天體測量與未來新一代旗艦級空間望遠鏡“宜居世界天文臺”（HWO）的直接成像手段相結合，以提升系外宜居行星的探測效率與能力。相關研究成果發表在《天文學雜志》（The Astronomical Journal）上。
近鄰宜居系外行星的探測與表征是系外行星研究的前沿方向。 作為“探路者”，CHES將在科學發現上為下一代直接成像任務提供關鍵支持，特別是與配備高對比度星冕儀的HWO形成協同。HWO具備對近鄰恒星系統中類地行星進行直接成像和光譜觀測的能力，其觀測目標與CHES高度重合。CHES提供的軌道先驗信息有望顯著提升HWO的觀測效率，使其觀測更聚焦于系外宜居行星大氣中生命信號的精細刻畫，從而深化人類對行星宜居性的認識。
通過模擬行星軌道演化及相位狀態對亮度與視位置的影響，研究團隊發現，CHES提供的先驗軌道信息可顯著優化HWO的觀測策略。通過引入CHES軌道參數，HWO可大幅減少觀測次數與曝光時間，還能有效提升觀測信噪比。研究團隊通過注入模擬行星樣本，評估兩種模式下的探測完備度、觀測效率與預期產出，結果顯示差異顯著。數值結果表明，相較無先驗數據情形，CHES的先驗數據可使HWO的觀測完備度平均提升約10%，探測效率（單位時間內的信號獲取能力）提升幅度達2~30倍，具體取決于目標恒星與行星參數。此外，基于Kepler數據推導的類地行星生成率，研究團隊估算了在不同生成率與宜居帶模型下的總探測產出。CHES提供的先驗數據可將HWO預期發現的系外宜居行星數量從約37顆提升至約54顆，顯著增強其科學產出能力。
為提升系外宜居行星探測的全面性、準確性與效率，未來系外行星探測與宜居性研究需將天體測量與直接成像手段深度融合，并通過跨任務協同優化觀測策略。除HWO之外，多個國內外正在規劃的空間任務也將系外行星的直接成像作為核心目標之一，例如中國的“覓音”計劃與“天鄰”計劃、美國即將發射的Nancy Grace Roman空間望遠鏡，以及中國巡天空間望遠鏡搭載專為冷行星直接成像設計的Cool-Planet Imaging Coronagraph星冕儀。上述任務在觀測策略與數據獲取方面與CHES高度互補且具協同潛力，未來有望通過聯合觀測，在系外宜居行星研究領域取得重大突破。
研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院空間科學先導專項等的支持。