Китай задумал найти Землю 2.0

Китай уже отправил роботов на Луну, высадил их на Марс и построил собственную космическую станцию, а теперь присматривается к далеким солнечным системам. В этом месяце появятся подробные планы первой китайской миссии по поиску экзопланет.

В ходе миссии китайские ученые будут исследовать Солнечную систему и другие части Млечного Пути в надежде найти первую похожую на Землю планету в обитаемой зоне солнцеподобной звезды. Астрономы рассчитывают, что такая планета – условно Земля 2.0 – будет иметь подходящие условия в виде воды и, возможно, жизни.

В Млечном Пути уже обнаружено свыше 5 000 экзопланет – большинство из них при помощи телескопа НАСА "Кеплер", который проработал целых девять лет, пока в 2018 году у него не закончилось топливо. Некоторые из планет представляют собой похожие на Землю скалистые тела и вращаются вокруг красных карликов, но ни одна из них под определение Земли 2.0 не подходит.

По словам астрофизика Джесси Кристиансен (Jessie Christiansen) из Института экзопланет НАСА при Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, при нынешнем состоянии технологий и телескопов обнаружить сигнал от маленьких планет вроде Земли чрезвычайно сложно, поскольку их материнские звезды в миллион раз тяжелее и в миллиард раз ярче.

Пекин рассчитывает, что миссия под названием "Земля 2.0" под эгидой Китайской академии наук переломит ситуацию. Сейчас завершается ранний этап проектирования. Если проекты пройдут проверку экспертную проверку в июне, команда получит необходимое финансирование и начнет создавать сам спутник. Запуск планируется на ракете "Чанчжэн" ("Великий поход") до конца 2026 года.

Спутник "Земля 2.0" с семью телескопами будет наблюдать за небом в течение четырех лет. Шесть из них будут работать сообща и исследовать созвездия Лебедя и Лиры – тот же участок неба, что и "Кеплер". "Поле Кеплера само плывет в руки, ведь у нас оттуда очень хорошие данные", – говорит астроном Цзянь Гэ из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук, глава миссии "Земля 2.0".

Телескопы будут искать экзопланеты по небольшим перепадам в яркости звезд – это сигнал, что перед ними прошла планета. Совместное использование нескольких небольших телескопов расширит поле зрения по сравнению с одним большим телескопом даже формата "Кеплера". В совокупности шесть телескопов "Земли 2.0" "увидят" около 1,2 миллиона звезд на участке неба площадью 500 квадратных градусов – это примерно впятеро шире, чем поле зрения "Кеплера". В то же время "Земля 2.0" заметит звезды более тусклые и далекие, чем спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS), чья специальность – яркие звезды вблизи Земли.

"По возможностям обзора неба наш спутник будет в 10–15 раз мощнее насовского "Кеплера"", — говорит Гэ.

Седьмым его инструментом станет гравитационный микролинзовый телескоп для наблюдения за планетами-"странниками" – эти свободно блуждающие небесные тела не вращаются вокруг конкретной звезды и также называются "странниками" и "сиротами" – и экзопланетами на большом расстоянии от своих звезд вроде Нептуна. Он будет обнаруживать изменения в звездном свете, когда гравитация планеты или звезды искажает свет фоновой звезды, перед которой они проходят. Телескоп нацелится на самый центр Млечного Пути, где расположено огромное количество звезд. По словам Гэ, если все получится, это будет первый гравитационный микролинзовый телескоп в открытом космосе.

"Наш спутник по сути займется переписью экзопланет всех размеров, масс и возрастов. Мы составим достойную подборку кандидатов для будущих исследований", — говорит он.

НАСА запустило "Кеплер" в 2009 году, чтобы выяснить, много ли в Галактике планет, похожих на Землю. Похожесть определяется оборотом вокруг Солнца. Орбитальный период таких планет должен примерно совпадать с земным, а проходить мимо своих солнц они должны примерно за год. Астрофизик Челси Хуанг (Chelsea Huang) из Университета Южного Квинсленда в Тувумбе, говорит, что точно установить орбитальный период можно минимум за три оборота. На это уходит примерно три года, а иногда и больше, если случаются пробелы в данных.

Случилось так, что через четыре года после запуска "Кеплера" часть приборов вышла из строя. Из-за этого один из участков неба надолго выпал из поля зрения. "Кеплер" мог обнаружить целый ряд действительно похожих на Землю планет и был на пороге открытий, говорит Хуанг, которая консультировала "Землю 2.0" по моделированию данных.

Благодаря "Земле 2.0" астрономы соберут данные еще за четыре года – в сочетании с наблюдениями "Кеплера" они помогут установить, какие экзопланеты действительно похожи на Землю, а какие нет. "Так и предвкушаю, как мы вернемся в поле Кеплера", – говорит Кристиансен. Она надеется изучить данные с "Земли 2.0", если они будут доступны.

Гэ рассчитывает найти с дюжину планет типа Земля 2.0. А данные планирует опубликовать в течение года или двух. "Данных будет много, поэтому нам пригодятся все свободные руки", – говорит он. В команде уже почти 300 ученых и инженеров, в основном китайских, но Гэ надеется, что компанию им составят астрономы со всего мира. ""Земля 2.0" – это шанс укрепить международное сотрудничество".

Европейское космическое агентство планирует собственную миссию по исследованию экзопланет под названием "Прохождение планет и колебания звезд" (PLATO) – ее запуск запланирован на 2026 год. Конструкция PLATO предусматривает целых 26 телескопов, то есть его охват будет еще шире, чем у "Земли 2.0". При этом каждые два года спутник будет менять поле зрения и наблюдать за разными участками неба.

Автор: Ивейн Йе (Yvaine Ye)