Китай запустить екзопланетну обсерваторію «Земля 2.0»

Китай планує запустити обсерваторію екзопланет у 2028 році з метою зробити прорив у виявленні потенційної другої Землі. З 1995 року було знайдено близько 5000 екзопланет, але жодної планети розміром із Землю в зоні проживання сонцеподібних зірок помічено не було.

Земля 2.0, або ET, запропонована Шанхайською астрономічною обсерваторією при Академії наук Китаю (CAS), має намір використовувати шість 28-сантиметрових широкопольних оптичних телескопів для спостереження близько 2 мільйонів зірок у зоряному полі місії Кеплер та інших, більші сусідні регіони, безперервно спостерігаючи за транзитами так званих екзо-Земель протягом чотирьох років.

Згідно з новим документом, написаним головним дослідником місії та іншими особами та опублікованому в китайському журналі космічної науки, місія націлена на запуск у 2028 році. Космічний корабель буде запущено в точку Лагранжа Сонце-Земля 2 — ту саму гравітаційно стабільну область космосу, що й космічний телескоп Джеймса Вебба — що забезпечить стабільну орбіту, постійний огляд далекого космосу та зменшить перешкоди з боку Землі.

Там оптимізовані транзитні телескопи ET забезпечуватимуть високу фотометричну точність — точність і послідовність, з якою телескопи можуть вимірювати яскравість зірок, — що дозволить виявляти невеликі скелясті планети, які раніше виходили за межі місій, таких як екзопланета Кеплер NASA. обсерваторія.

Хоча планети, схожі на Землю, були виявлені, вони були знайдені на відносно коротких орбітах навколо досить яскравих зірок або малих масових червоних карликів, які випромінюють сильне випромінювання. ET зможе довго дивитися на цільові ділянки неба. Цей подовжений час спостереження дозволить виявляти планети з довшими орбітальними періодами в населених зонах навколо сонцеподібних зірок і таким чином потенційно вловлювати сигнали екзо-Землі.

Ключові питання та мандрівні Землі

Місія відточуватиме три ключові питання: поширеність екзо-Землі в галактиці, формування та еволюція землеподібних планет і походження вільно плаваючих планет. За словами Джессі Крістіансен, головного наукового співробітника Наукового інституту екзопланет NASA при Каліфорнійському технологічному інституті/IPAC, місія має хороші можливості для того, щоб зробити значний внесок у пошук екзо-Землі.

«Враховуючи наші покращені знання про частоту появи планет, схожих на Землю, команда ET змогла розробити дослідження, яке з більшою ймовірністю, ніж Кеплер або PLATO [Європейського космічного агентства], виявить ці планети.

«Це передусім стосується набагато більшого зоряного зразка, на якому місія отримає високоточну фотометрію, необхідну для виявлення Землі, досягнуту з більшим полем зору, ніж Кеплер, і високою точністю до меншої величини», — сказав Крістіансен SpaceNews.

Питання планет-ізгоїв буде досліджуватися за допомогою 35-сантиметрового мікролінзового телескопа. Цей прилад спостерігатиме за приблизно 30 мільйонами зірок у Галактичній опуклості, щоб виявляти події мікролінзування, викликані вільно плаваючими або «непристойними» планетами. Ці події відбуваються, коли планети створюють вплив гравітаційної лінзи на світло фонових зірок, виявлене шляхом помітки характерних аномалій у кривій яскравості зірки. Надія полягає в тому, щоб знайти «блукаючу Землю», вільну від зірок у безодні глибокого космосу.

Технічний прогрес, вплив на дослідження

Відповідно до газети, розвиток ET йде добре. У ньому описується передовий прогрес у ключових технологіях для місії, включаючи CMOS-детектор для фотометричної точності, стабільності супутника та теплового контролю. Усі майже готові до польоту.

Отримавши доступ до Сонця-Землі L2 і повністю запрацювавши, ET може розпочати передову роботу з пошуку екзо-Землі, чого інакше може не відбуватися деякий час.

«Наразі єдиною місією, запланованою на політ у наступне десятиліття, яка може виявити планети, схожі на Землю, є Римський космічний телескоп NASA Nancy Grace, і він виявлятиме їх лише за допомогою мікролінзування — швидкоплинного вимірювання віддаленого сигналу, який швидко зникає і не зникає. з’являтися знову. Ці планети будуть корисні для статистичного розуміння житлової нерухомості галактики, але не будуть представляти цінні окремі планети, які ми хочемо детально охарактеризувати за допомогою інших телескопів».

Очікується, що Римський космічний телескоп запустять у 2027 році.

«Крім того, до наступної флагманської місії NASA, Habitable Worlds Observatory (HWO), залишилося більше 20 років. Якщо ET отримає фінансування і полетить у наступне десятиліття, він може виявити сусідні придатні для життя планети на десятиліття раніше, ніж планувалося».

Місія не тільки обіцяє кандидатів на екзо-Землі, але й дозволить проводити подальші спостереження за такими кандидатами, щоб визначити подальші характеристики. ET працюватиме з китайським наземним оптичним телескопом LAMOST для проведення спектральних спостережень об’єктів спостереження, а також з іншими групами та обсерваторіями по всьому світу та в космосі.

Згідно з документом, це призведе до точного вимірювання маси, щільності та складу атмосфери будь-якого кандидата на екзоземлю, що сприятиме поглибленому вивченню характеристик придатності для проживання.

«Зміна гри»

У квітні Ван Чі, директор Національного центру космічних наук (NSSC) під керівництвом CAS, повідомив, що місія ET була обрана з астрономічних досліджень і місій з дослідження космосу. Також були схвалені місячна астрономія, екстремальна космічна фізика, сонячна обсерваторія та місії з гравітаційними хвилями. Кожна з вибраних місій прагне розширити межі знань. За словами Крістіансена, ET може змінити правила гри.

«Ми шукали Землю 2.0 протягом тривалого часу, і наразі нам завадило на кожному перехресті», — каже Крістіансен. «Якщо ET зможе нарешті та надійно знайти кам’янисту планету в зоні проживання зірки, схожої на Сонце, це було б неймовірним досягненням.

«Якщо це планета, яку ми можемо вивчати за допомогою інших телескопів, таких як JWST або, в майбутньому, HWO, це змінить правила гри».

Мета	Опис
1. Відкрийте екзо-Землі	Бути першою місією, яка виявить схожі на Землю екзопланети (Екзо-Землі) у населених зонах сонцеподібних зірок і вимірює частоту їх появи.
2. Розгорніть вибірку планет, подібних до Землі	Значно збільшити відому вибірку планет, подібних до Землі, особливо тих, що мають довгий орбітальний період, для детальних досліджень населення та аналізу формування.
3. Вивчайте формування та еволюцію планет	Вивчати механізми формування та еволюційні процеси землеподібних планет та інших малих скелястих екзопланет шляхом проведення статистичних досліджень населення.
4. Виявлення вільно плаваючих планет	Бути першою місією, яка виявить і виміряє частоту вільно плаваючих (несправних) планет, схожих на Землю, сприяючи розумінню формування планетної системи.
5. Проведіть опитування за допомогою мікролінз	Використовувати мікролінзи для виявлення довгоперіодичних холодних планет і вільно плаваючих планет, включаючи детальну характеристику їх маси та інших властивостей.
6. Поєднайте методи транзиту та мікролінзування	Використовувати комбінацію методів транзиту та мікролінзування для підвищення ймовірності виявлення широкого кола екзопланет, у тому числі тих, які важко виявити іншими способами.
7. Увімкніть майбутні дослідження екзопланет	Надати цілі та важливі дані для майбутніх місій прямого отримання зображень та інших досліджень екзопланет, підтримуючи наступне покоління місій дослідження космосу.