Далеко зібралися? Китайські астрономи запускають амбітну місію щодо пошуку нової Землі

У 2009 році NASA запустила космічний телескоп Кеплер — це була перша спроба виявити нову Землю в нашій галактиці. Незважаючи на те, що за допомогою обсерваторії вченим вдалося виявити понад 2600 екзопланет (а всього в нашому каталозі налічується вже понад 5000), зі своєю головною метою проєкт не впорався: серед тисяч нових екзопланет вчені не знайшли жодної такої, яка була б схожа на Землю і оберталася навколо зірки, схожої на Сонце.

Частково це пов'язано зі складністю таких пошуків.

По-перше, сонцеподібні зірки випромінювали більше космічного шуму, ніж очікувалося, що ускладнювало спостереження.

По-друге, Земля насправді — це досить невелика планета, якщо розглядати масштаби Всесвіту. Виявити сигнал від таких невеликих планет, коли їхні зірки в мільйони разів масивніші та яскравіші, досить непросто.

По-третє, щоб підтвердити, що екзопланета нагадує Землю, дослідникам необхідно вивчити її орбіту, і навіть період обертання навколо зірки. Проблема в тому, що для визначення орбітального періоду вченим потрібно простежити за трьома транзитами планети, тобто вчені повинні тричі зафіксувати, як планета проходить біля зірки, щоб зрозуміти скільки на ній триває рік. Часто збирання таких даних займає кілька років, адже екзопланета може робити повний оберт навколо своєї зірки більше ніж за рік.

Челсі Хуанг, астрофізик з Університету Південного Квінсленду в Тувумбі, зазначає, що у Кеплера були всі шанси виявити нову Землю, проте вже через рік після запуску частина його інструментів вийшла з ладу, через що телескоп не міг стежити за однією ділянкою неба протягом тривалого часу. Це зробило пошуки землеподібних планет практично неможливими.

Наразі Хуанг працює над запуском проєкту Земля 2.0 — китайською космічною місією, запуск якої заплановано на 2026 рік. Це перший космічний проєкт Китаю, спрямований на пошук екзопланет, і його мета зробити те, що не вдалося Кеплеру: знайти нову Землю.

Працюватиме над цим велика команда з майже 300 вчених із більш ніж 40 університетів. Крім того, за словами Цзяня Ге, провідного дослідника місії, вони відкриті до співпраці, адже даних буде дуже багато, і на їх обробку знадобиться багато часу та сил.

Головні відмінності проєкту Земля 2.0 від Кеплера — це наявність інструментів, які допоможуть впоратися з космічним шумом, а також «очі» місії.

Замість одного великого космічного телескопа, зонд нестиме сім невеликих 30-сантиметрових телескопів, які будуть спрямовані на ту саму область неба, що й Кеплер.

Шість із них шукатимуть екзопланети звичним для науки способом транзитним методом, тобто вивчаючи зміни яскравості зірки, коли перед нею проходить планета.

Сьомий телескоп буде призначений для вивчення подій мікролінзування, коли гравітаційно потужний об'єкт посилює світло, що походить від далеких зірок позаду нього. Вивчаючи це «посилене» світло, астрономи можуть з'ясувати, чи рухається навколо зірки якась віддалена планета на зразок Нептуна в Сонячній системі. Докладніше про те, як працює мікролінзування, можете почитати в цьому матеріалі.

Проєкт спрямований на те, щоб зрозуміти, наскільки в нашій галактиці поширені планети, що обертаються навколо сонцеподібних зірок; крім того, вчені хочуть краще зрозуміти, як формуються та еволюціонують такі планети. Однак дослідників цікавить не лише пошук нової Землі, як може здатися з назви місії.

Також вони хочуть зрозуміти походження планет-бродяг, тобто планет, які не обертаються навколо певної зірки. Ми досі не розуміємо механізму їх формування і чому вони не мають космічного дому — можливо, щось виштовхнуло їх із рідної зіркової системи, а можливо, у них ніколи не було своєї зірки, і вони все своє життя тиняються в темряві міжзоряного простору. Через складність їх виявлення вчені навіть не уявляють, скільки їх може існувати.

Другі дослідні цілі проєкту включають спостереження за астероїдами і кометами в нашій Сонячній Системі, а також вивчення еволюції Чумацького Шляху. Крім того, місія шукатиме інші екзопланети — не лише ті, що схожі на Землю.

Вчені стверджують, що їхній супутник буде в 10-15 разів потужнішим ніж космічний телескоп Кеплер. Моделювання показало, що місія може виявити близько 29 тис. нових екзопланет; 4900 з них будуть розміром із Землю, а 10–20 з них будуть явними кандидатами на звання цієї Землі 2.0.

Китайські вчені розраховують відправити свій зонд до другої точки Лагранжа (L2) — місце за 1,5 млн км від нашої планети, де його утримуватимуть гравітаційні сили Землі та Сонця. L2 — досить популярне місце для розміщення космічних обсерваторій; наприклад, там знаходиться космічний телескоп імені Джеймса Вебба. Вчені розраховують, що місія пропрацює близько чотирьох років.

Відкриття нової Землі стане одним із найважливіших відкриттів в історії астрономії. Китайські вчені оптимістично налаштовані — вони впевнені, що їхня місія зробить революцію. Так чи інакше, найближчими роками астрономи і планетологи мають багато роботи — щодня супутник Земля 2.0 надсилатиме нам близько 170 Гб даних, які потрібно буде розшифровувати. Крім того, дослідникам потрібно буде уважно вивчати кожну екзопланету, схожу на Землю, щоб зрозуміти склад їхньої атмосфери, чи існує там вода, тектоніка плит, біомаркери та багато іншого, що робить Землю Землею.