Kina kan snart begynne sin første rombaserte jakt på eksoplaneter, hvis et forslag fra Shanghai Astronomical Observatory (SAO) får klarsignal denne sommeren.
Earth 2.0-teleskopet ville bruke fire år på å gå i bane rundt solen-Jorden Lagrangepunkt 2, omtrent 930 000 miles (1,5 millioner kilometer) fra Jord. Der ville den feste sine syv teleskoper på en del av himmelen mot det galaktiske sentrum og se etter tegn på dimming når planeter passerer, eller passerer foran, en stjerne mens de går i bane.
Hovedmålene er omtrent på størrelse med jorden eksoplaneter med lignende baner rundt sollignende stjerner. Dette krever høy følsomhet for å oppdage signalene fra transitt av små planeter, samt langtidsovervåking for å skimte planeter som bruker et jordisk år på å gå rundt stjernen deres.
I slekt: NASA trenger et nytt teleskop, ASAP, for å finne jordens tvilling
Earth 2.0 Telescope ville ikke være i stand til å bekrefte en jordtvilling alene; snarere ville den måle planetenes størrelse og omløpsperiode for å identifisere kandidater for oppfølgingsobservasjoner for potensiell beboelighet, fortalte Ge Jian, professor ved SAO, til Space.com via e-post.
“Disse planetkandidatene kan følges opp med bakkebaserte teleskoper for å oppnå radielle hastighetsmålinger for å bestemme massene og tetthetene deres,” sa Ge. “Noen av disse planetkandidatene rundt lyse stjerner kan følges opp videre med bakkebasert eller rombasert spektroskopi for å få transmisjonsspektra av planeter for å studere atmosfærenes sammensetninger.”
Oppdraget ville følge opp observasjoner av et romområde som NASAs Kepler romteleskop studert i ni år, men Earth 2.0 Telescope ville ha et mye større synsfelt, noe som betyr at det ville være i stand til å observere et større område og flere stjerner, sa Ge.
Keplers synsfelt var 115 kvadratgrader; den observerte en halv million stjerner og oppdaget 2392 eksoplaneter, med et tilsvarende antall kandidatplaneter som venter på bekreftelse. Selv om teleskopet oppdaget noen jordiske planeter, var ingen rundt sollignende stjerner potensielle jordtvillinger.
Earth 2.0-teleskopet, til sammenligning, ville dekke 500 kvadratgrader og overvåke 1,2 millioner dvergstjerner i fire år med seks av sine syv 11,8-tommers (30 centimeter) teleskoper. For referanse er månens tilsynelatende område på himmelen omtrent 0,5 kvadratgrader, mens hele himmelen er omtrent 41 000 kvadratgrader. Teleskopet ville også være i stand til å se svakere og mer fjernt stjernerog legger til undersøkelsesmulighetene.
“Ettersom transittmetoden er et statistisk spill, er det større sjanse for at du vil oppdage en Earth 2.0 jo mer passende stjerner av soltypen du søker etter,” sa Ge. “Hvis forekomsten av Earth 2.0 er 10 %, må vi søke rundt 2000 relativt lyse, stille solstjerner for å oppdage en Earth 2.0s transitt.
“Våre undersøkelsessimuleringer viser at vi forventer å oppdage rundt 30 000 nye planeter, inkludert rundt 5000 jordlignende planeter, av vår ET [Earth 2.0 Telescope] oppdrag,” sa Ge, og la til at designen med seks teleskoper og bedre signal-til-støy-forholdsdetektorer også ville øke egenskapene.
Det syvende teleskopet ville i mellomtiden ha følsomheten til å oppdage kalde eller frittflytende steinplaneter – også kjent som useriøse planeter — så liten som Mars, ved å se etter effekten av at en planets tyngdekraft bøyer stjernelyset når den passerer forbi. Den ville også være i stand til å oppdage kalde planeter som kretser rundt stjerner i avstander som kan sammenlignes med dem der Mars og Neptun gå i bane rundt solen.
– Evnen til Earth 2.0-teleskopet til å fortsette undersøkelsen startet av Kepler, og utvide denne til planeter på lengre og kjøligere baner, er utrolig spennende, sier Elizabeth Tasker, førsteamanuensis ved Japan Aerospace Exploration Agency. “Våre nåværende eksoplanetfunn har ennå ikke vært i stand til å undersøke disse områdene grundig, noe som gjør at vi ikke er i stand til å utvinne dataene på riktig måte for å finne trender og mønstre som vil fortelle oss hvordan planeter dannes, inkludert steinete verdener i lignende baner som jorden.”
Tasker og elevene hennes har brukt maskinlæring for å prøve å identifisere mønstre. Bedre data vil bidra til å avsløre trender som kan gi verdifull innsikt i planetarisk formasjon.
“Dette oppdraget vil gi mye data for de internasjonale planetjaktende samfunnene å studere, og også planetkandidater for dem å gjennomføre oppfølgingsstudier for å måle deres egenskaper som masser, tettheter og atmosfæriske sammensetninger,” sa Ge.
Earth 2.0-teleskopet vil være i stand til å finne verdener på størrelse med jorden på lignende baner som planeten vår. “Dette er det første trinnet i å finne en planet som kan være beboelig,” sa Tasker.
Men en planets radius og bane alene forteller oss ikke om overflateforholdene. “En slik planet kan godt være vert for en Venus eller Mars-miljøet på overflaten, eller kanskje noe enda mer fremmed,» sa Tasker. «For å finne ut om en planet er jordlignende og kan være beboelig eller til og med bebodd, må vi vente til vi kan undersøke atmosfæren eller kanskje jevne egenskaper til overflaten.”
Earth 2.0-forslaget er en del av et kinesisk vitenskapsakademi for romvitenskapelige satellitter. Andre oppdragsforslag konkurrerer om finansiering innen områder som astronomi og romvitenskap, sol- og romfysikk, planetvitenskap og jordobservasjon.
Vedtak om finansiering er ventet i juni. Hvis Earth 2.0 Telescope-oppdraget velges, vil teamet begynne å klargjøre satellitten for en oppskyting i 2026. Et annet eksoplanetforslag, som søker å finne eksoplaneter ved å måle hvordan en stjerne slingrer rundt systemets massesenter på grunn av påvirkningen av planetenes tyngdekraft, er også i gang.
Kina begynte nylig å utvikle sine egne romforskningsoppdrag, mens andre områder av romaktiviteter – som menneskelig romfart, måneutforskning og fjernmåling og kommunikasjon – har blomstret i årevis. Kinas første runde med romfartsoppdrag inkluderte Wukong mørk materie-sonde, Hard X-ray Modulation Telescope og Mozi kvantevitenskapssatellitt, som alle ble skutt opp mellom 2015 og 2017.
Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.