Китай может вскоре начать свою первую космическую охоту за экзопланетами, если предложение Шанхайской астрономической обсерватории (SAO) получит одобрение этим летом.
Телескоп "Земля 2.0" (Earth 2.0) проведет четыре года на орбите Солнца и Земли в точке Лагранжа 2, на расстоянии около 1,5 миллиона километров от Земли. Там он установит семь телескопов на участке неба в направлении галактического центра и будет наблюдать за признаками затемнения, когда планеты пролетают мимо звезды или проходят перед ней по орбите.
Основными объектами являются планеты размером примерно с Землю с аналогичными орбитами вокруг звезд, похожих на Солнце. Это требует высокой чувствительности для обнаружения сигналов от транзитов малых планет, а также долгосрочного мониторинга для наблюдения за планетами, которые проходят вокруг своей звезды за земной год.
Телескоп "Земля 2.0" не сможет самостоятельно подтвердить наличие двойника Земли; скорее, он измерит размеры планет и орбитальные периоды, чтобы определить кандидатов для последующих наблюдений на предмет потенциальной обитаемости, сообщил Гэ Цзянь, профессор САО.
"За этими кандидатами в планеты можно будет следить с помощью наземных телескопов, чтобы получить измерения радиальной скорости для определения их массы и плотности", - сказал Гэ. "Некоторые из этих планет-кандидатов вокруг ярких звезд могут быть прослежены с помощью наземной или космической спектроскопии для получения спектров пропускания планет с целью изучения состава их атмосфер".
Миссия продолжит наблюдения за областью космоса, которую космический телескоп НАСА "Кеплер" изучал в течение девяти лет, но у телескопа "Земля 2.0" будет гораздо большее поле зрения, что означает, что он сможет наблюдать большую область и больше звезд, сказал Ге.
Поле зрения "Кеплера" составляло 115 квадратных градусов; он наблюдал полмиллиона звезд и обнаружил 2 392 экзопланеты, еще столько же планет-кандидатов ожидают подтверждения. Хотя телескоп обнаружил несколько земных планет, ни одна из них вокруг солнцеподобных звезд не является потенциальным двойником Земли.
Для сравнения, телескоп "Земля 2.0" будет охватывать площадь 500 квадратных градусов и наблюдать за 1,2 миллионами карликовых звезд в течение четырех лет с помощью шести из семи телескопов с апертурой 30 сантиметров. Для сравнения, видимая площадь Луны на небе составляет около 0,5 квадратного градуса, а площадь всего неба - около 41 000 квадратных градусов. Телескоп также сможет наблюдать более тусклые и отдаленные звезды, что расширит его возможности.
"Поскольку транзитный метод - это статистическая игра, чем больше подходящих звезд солнечного типа вы ищете, тем выше шанс обнаружить Землю 2.0", - сказал Ге. Если вероятность появления Земли 2.0 составляет 10%, то для обнаружения транзита Земли 2.0 нам необходимо найти примерно 2 000 относительно ярких и спокойных звезд солнечного типа".
"Наши симуляции показывают, что мы рассчитываем обнаружить около 30 000 новых планет, включая около 5000 планет земного типа, в ходе миссии ET [Earth 2.0 Telescope]", - сказал Гэ, добавив, что конструкция из шести телескопов и детекторы с лучшим соотношением сигнал/шум также повысят его возможности.
Седьмой телескоп, между тем, будет обладать чувствительностью для обнаружения холодных или свободно плавающих каменистых планет - также известных как планеты-изгои - размером с Марс, путем поиска эффекта гравитации планеты, изгибающей свет звезд при прохождении мимо нее. Он также сможет обнаружить холодные планеты, вращающиеся вокруг звезд на расстояниях, сравнимых с теми, на которых Марс и Нептун вращаются вокруг Солнца.
Возможность телескопа "Земля 2.0" продолжить исследование, начатое "Кеплером", и распространить его на планеты на более длинных и холодных орбитах, невероятно интересна", - говорит Элизабет Таскер, доцент Японского агентства аэрокосмических исследований. "Наши нынешние открытия экзопланет еще не смогли тщательно исследовать эти регионы, в результате чего мы не можем должным образом изучить данные для поиска тенденций и закономерностей, которые могли бы рассказать нам о том, как формируются планеты, включая скалистые миры на орбитах, схожих с Землей".
Таскер и ее студенты использовали машинное обучение, чтобы попытаться выявить закономерности. Более точные данные помогут выявить тенденции, которые могут дать ценное представление о формировании планет.
"Эта миссия предоставит много данных для изучения международным сообществам охотников за планетами, а также планет-кандидатов для проведения последующих исследований с целью измерения их свойств, таких как масса, плотность и состав атмосферы", - сказал Ге.
Телескоп Земля 2.0 сможет найти миры размером с Землю на орбитах, схожих с орбитой нашей планеты. "Это первый шаг к поиску планеты, которая может быть пригодна для жизни", - сказал Таскер.
Но радиус и орбита планеты сами по себе не говорят нам о состоянии ее поверхности. "Такая планета вполне может иметь на своей поверхности условия Венеры или Марса, а может быть, и что-то еще более чуждое", - сказал Таскер. "Чтобы узнать, похожа ли планета на Землю и может ли она быть пригодной для жизни или даже обитаемой, нам придется подождать, пока мы не сможем исследовать атмосферу или даже свойства поверхности".
"Земля 2.0" является частью программы Китайской академии наук по исследованию космических спутников. Другие предложения по миссиям конкурируют за финансирование в таких областях, как астрономия и космические науки, физика Солнца и космоса, планетарные науки и наблюдение Земли.
Решение о финансировании ожидается в июне. Если будет выбрана миссия "Телескоп Земля 2.0", команда начнет подготовку спутника к запуску в 2026 году. В конкурсе также участвует еще одно предложение по поиску экзопланет путем измерения того, как звезда колеблется вокруг центра масс системы под воздействием гравитации планет.
Китай только недавно начал разрабатывать свои собственные космические научные миссии, в то время как другие области космической деятельности - такие как полеты человека в космос, исследование Луны, дистанционное зондирование и связь - процветают уже много лет. Первый раунд космических научных миссий Китая включал зонд темной материи Wukong, телескоп с модуляцией жесткого рентгеновского излучения и спутник квантовой науки Mozi, которые были запущены в период с 2015 по 2017 год.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220509175546
Обозрение "Terra & Comp".
