Trung Quốc lên kế hoạch tìm kiếm Trái đất thứ hai

Tháng này, các nhà khoa học Trung Quốc công bố nhiệm vụ khám phá các hành tinh ngoài Hệ Mặt trời, dò tìm khắp Dải Ngân hà một hành tinh tồn tại các điều kiện thích hợp để tồn tại nước và sự sống mà các nhà thiên văn học giả thuyết gọi là Trái đất 2.0.

Hơn 5.000 hành tinh ngoài Hệ Mặt trời đã được phát hiện trong Dải Ngân hà, chủ yếu bằng kính viễn vọng Kepler của NASA (hoạt động từ 2009 đến 2018). Một số hành tinh là những thiên thể giống Trái đất, nhưng không có tổ hợp hành tinh - ngôi sao nào tương tự như Trái đất - Mặt trời để đáp ứng định nghĩa Trái đất 2.0. Và sự thực là với các giới hạn công nghệ và kính thiên văn hiện tại, rất khó để phát hiện tín hiệu của các hành tinh nhỏ giống Trái đất, đặc biệt là khi các ngôi sao của chúng sẽ nặng hơn một triệu lần và sáng hơn một tỷ lần so với hành tinh cần tìm, Jessie Christiansen, nhà vật lý thiên văn tại Viện Khoa học Hành tinh NASA, Viện Công nghệ California ở Pasadena, giải thích.

Nhiệm vụ của Trung Quốc, được đặt tên là Trái đất 2.0, muốn thay đổi điều này. Nhiệm vụ do Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc và đang hoàn thiện giai đoạn thiết kế ban đầu. Một hội đồng chuyên gia sẽ đánh giá thiết kế vào tháng 6, và nếu được thông qua, nhóm nhiệm vụ sẽ được tài trợ để bắt đầu xây dựng vệ tinh. Tàu vũ trụ chứa vệ tinh dự kiến được phóng trước năm 2026.

Theo bản thiết kế, vệ tinh Trái đất 2.0 mang theo bảy kính viễn vọng và sẽ quan sát Dải Ngân hà trong bốn năm. Sáu kính trong số đó sẽ tìm kiếm hành tinh ngoài Hệ Mặt trời bằng cách phát hiện những thay đổi nhỏ trong độ sáng của một ngôi sao - dấu hiệu cho thấy một hành tinh vừa bay lướt qua ngôi sao đó. Tổ hợp 6 kính mang lại trường quan sát rộng hơn so với một kính lớn đơn lẻ như Kepler. Trái đất 2.0 sẽ theo dõi khoảng 1,2 triệu ngôi sao trên bầu trời rộng 500 góc khối (đơn vị tính góc trong không gian 3 chiều), hay rộng hơn khoảng 5 lần so với tầm nhìn của Kepler. Đồng thời, Trái đất 2.0 còn có thể quan sát những ngôi sao mờ hơn và xa hơn so với các thiết bị đã có đến nay của NASA.

“Vệ tinh của chúng tôi có thể mạnh gấp 10–15 lần Kepler của NASA về khả năng khảo sát bầu trời," Jian Ge, nhà thiên văn học tại Đài quan sát thiên văn Thượng Hải - Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, người dẫn đầu nhiệm vụ Trái đất 2.0, cho biết.

Một kính còn lại là kính viễn vọng vi mô hấp dẫn, có nhiệm vụ phát hiện các "hành tinh giả mạo" có thể ảnh hưởng đến độ sáng của các ngôi sao giống như các hành tinh cần tìm kiếm. Đây là các thiên thể tự do chuyển vùng không quay quanh bất kỳ ngôi sao nào và các hành tinh ngoài hành tinh ở xa ngôi sao của chúng tương tự như Sao Hải Vương so với Mặt trời.

“Vệ tinh của chúng tôi về cơ bản có thể tiến hành một cuộc điều tra, xác định kích thước, khối lượng và độ tuổi của các hành tinh ngoài Hệ Mặt trời," Ge nói.

NASA phóng Kepler vào năm 2009 nhằm tìm hiểu xem có bao nhiêu hành tinh giống Trái đất. Để xác nhận một hành tinh ngoài Hệ Mặt trời có vị trí tương tự Trái đất, các nhà thiên văn học cần đo thời gian nó quay quanh ngôi sao tương ứng. Nếu một hành tinh có vị trí tương tự Trái đất thì cũng phải có chu kỳ quỹ đạo tương tự Trái đất, hoàn thành quỹ đạo quanh ngôi sao tương ứng khoảng một lần một năm. Và cần ít nhất ba lần hoàn thành quỹ đạo để xác định chu kỳ quỹ đạo chính xác, do đó cần thu thập dữ liệu liên tục trong khoảng ba năm.

Nhưng vào năm 2013, một số bộ phận của Kepler bị lỗi và không thể tiếp tục theo dõi cùng một vùng trời. Với Trái đất 2.0, các nhà thiên văn học sẽ có thể có thêm bốn năm dữ liệu nữa, bổ sung cho các quan sát còn bỏ dở của Kepler, từ đó xác nhận hành tinh nào thực sự có chu kỳ quỹ đạo giống Trái đất.

Ge hy vọng có thể tìm thấy hàng chục Trái đất 2.0, và nhóm nhiệm vụ sẽ xuất bản dữ liệu trong vòng một hoặc hai năm kể từ khi họ thu thập được. Nhóm đã có khoảng 300 nhà khoa học và kỹ sư, chủ yếu là người Trung Quốc, nhưng Ge hy vọng sẽ có thêm nhiều nhà thiên văn học trên toàn thế giới tham gia.

Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cũng đang lên kế hoạch cho một nhiệm vụ tương tự - Chuyển động hành tinh và Dao động của các vì sao (PLATO) - dự kiến ​​phóng vào năm 2026. Thiết kế của PLATO có 26 kính thiên văn, nghĩa là nó sẽ có trường nhìn lớn hơn nữa so với Trái đất 2.0, nhưng vệ tinh của PLATO sẽ chuyển hướng nhìn của hệ thống kính hai năm một lần, thay vì 4 năm như Trái đất 2.0.