La Chine est à la recherche de la « Terre 2.0 » avec un projet de télescope spatial
La Chine pourrait bientôt commencer sa première chasse spatiale aux exoplanètes, si une proposition de l’Observatoire astronomique de Shanghai (SAO) obtient le feu vert cet été.
Le télescope Earth 2.0 passerait quatre ans en orbite autour du Soleil et de la Terre Point de Lagrange 2, à environ 930 000 milles (1,5 million de kilomètres) de Terre. Là, il fixerait ses sept télescopes sur une partie du ciel vers le centre galactique et surveillerait les signes d’assombrissement lorsque les planètes transitent ou passent devant une étoile en orbite.
Les principales cibles sont à peu près de la taille de la Terre exoplanètes avec des orbites similaires autour d’étoiles semblables au soleil. Cela nécessite une grande sensibilité pour repérer les signaux des transits de petites planètes, ainsi qu’une surveillance à long terme pour entrevoir les planètes qui mettent une année terrestre à faire le tour de leur étoile.
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Le télescope Earth 2.0 ne serait pas en mesure de confirmer à lui seul un jumeau terrestre ; il mesurerait plutôt la taille et les périodes orbitales des planètes pour identifier les candidats aux observations de suivi pour l’habitabilité potentielle, a déclaré Ge Jian, professeur au SAO, à Space.com par e-mail.
« Ces planètes candidates peuvent être suivies avec des télescopes au sol pour obtenir des mesures de vitesse radiale afin de déterminer leurs masses et densités », a déclaré Ge. « Certaines de ces planètes candidates autour d’étoiles brillantes peuvent être suivies avec une spectroscopie au sol ou dans l’espace pour obtenir des spectres de transmission des planètes afin d’étudier la composition de leurs atmosphères. »
La mission assurerait le suivi des observations d’une zone de l’espace que la NASA Télescope spatial Kepler étudié pendant neuf ans, mais le télescope Earth 2.0 aurait un champ de vision beaucoup plus large, ce qui signifie qu’il serait capable d’observer une zone plus large et plus d’étoiles, a déclaré Ge.
Le champ de vision de Kepler était de 115 degrés carrés ; il a observé un demi-million d’étoiles et découvert 2 392 exoplanètes, avec un nombre similaire de planètes candidates en attente de confirmation. Bien que le télescope ait détecté certaines planètes telluriques, aucune autour d’étoiles semblables au soleil n’était des jumelles potentielles de la Terre.
Le télescope Earth 2.0, en comparaison, couvrirait 500 degrés carrés et surveillerait 1,2 million d’étoiles naines pendant quatre ans avec six de ses sept télescopes à ouverture de 11,8 pouces (30 centimètres). Pour référence, la surface apparente de la lune dans le ciel est d’environ 0,5 degré carré, tandis que le ciel entier est d’environ 41 000 degrés carrés. Le télescope serait également capable de voir des images plus sombres et plus éloignées étoilesajoutant à ses capacités d’enquête.
« Comme la méthode de transit est un jeu statistique, plus vous recherchez des étoiles de type solaire appropriées, plus vous avez de chances de détecter une Terre 2.0 », a déclaré Ge. « Si le taux d’occurrence de la Terre 2.0 est de 10 %, alors nous devons rechercher environ 2 000 étoiles de type solaire relativement brillantes et calmes pour détecter le transit d’une Terre 2.0.
« Nos simulations d’enquête montrent que nous nous attendons à détecter environ 30 000 nouvelles planètes, dont environ 5 000 planètes de type terrestre, par notre ET [Earth 2.0 Telescope] mission », a déclaré Ge, ajoutant que la conception à six télescopes et de meilleurs détecteurs de rapport signal sur bruit augmenteraient également ses capacités.
Le septième télescope, quant à lui, aurait la sensibilité nécessaire pour détecter des planètes rocheuses froides ou flottant librement – également connues sous le nom de planètes voyous – aussi petit que Mars, en recherchant les effets de la gravité d’une planète qui courbe la lumière des étoiles lors de son passage. Il serait également capable de repérer des planètes froides en orbite autour d’étoiles à des distances comparables à celles auxquelles Mars et Neptune orbite autour du soleil.
« La capacité du télescope Earth 2.0 à poursuivre l’étude commencée par Kepler et à l’étendre à des planètes sur des orbites plus longues et plus froides est incroyablement excitante », a déclaré Elizabeth Tasker, professeure associée à l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale. « Nos découvertes actuelles d’exoplanètes n’ont pas encore été en mesure de sonder ces régions de manière approfondie, nous laissant incapables d’exploiter correctement les données pour rechercher des tendances et des modèles qui nous diraient comment les planètes se forment, y compris les mondes rocheux sur des orbites similaires à la Terre. »
Tasker et ses étudiants ont utilisé l’apprentissage automatique pour essayer d’identifier des modèles. De meilleures données aideraient à révéler des tendances qui pourraient fournir des informations précieuses sur la formation planétaire.
« Cette mission fournira de nombreuses données à étudier aux communautés internationales de chasseurs de planètes, ainsi que des planètes candidates pour qu’elles mènent des études de suivi afin de mesurer leurs propriétés telles que les masses, les densités et les compositions atmosphériques », a déclaré Ge.
Le télescope Earth 2.0 sera capable de trouver des mondes de la taille de la Terre sur des orbites similaires à celle de notre planète. « C’est la première étape pour trouver une planète qui pourrait être habitable », a déclaré Tasker.
Mais le rayon et l’orbite d’une planète ne nous renseignent pas sur ses conditions de surface. « Une telle planète pourrait bien abriter un Vénus ou l’environnement de Mars à sa surface, ou peut-être quelque chose d’encore plus extraterrestre », a déclaré Tasker. « Pour découvrir si une planète ressemble à la Terre et pourrait être habitable ou même habitée, nous devrons attendre de pouvoir sonder l’atmosphère ou peut-être même les propriétés de la surface. »
La proposition Earth 2.0 fait partie d’un programme de satellites de sciences spatiales de l’Académie chinoise des sciences. D’autres propositions de mission sont en concurrence pour obtenir un financement dans des domaines tels que l’astronomie et les sciences spatiales, la physique solaire et spatiale, les sciences planétaires et l’observation de la Terre.
Les décisions de financement sont attendues en juin. Si la mission Earth 2.0 Telescope est sélectionnée, l’équipe commencera à préparer le satellite pour un lancement en 2026. Une autre proposition d’exoplanète, qui cherche à trouver des exoplanètes en mesurant comment une étoile oscille autour du centre de masse du système en raison de l’influence de la gravité des planètes, est également en cours.
La Chine n’a commencé que récemment à développer ses propres missions de sciences spatiales, tandis que d’autres domaines d’activités spatiales – tels que les vols spatiaux habités, l’exploration lunaire, la télédétection et les communications – prospèrent depuis des années. La première série de missions scientifiques spatiales de la Chine comprenait le Wukong sonde de matière noire, le télescope à modulation de rayons X durs et le satellite de science quantique Mozi, tous lancés entre 2015 et 2017.
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