Kế hoạch tiên phong tìm kiếm Trái Đất 2.0

Mặc dù đã có những sứ mệnh lịch sử để tìm kiếm hành tinh giống Trái Đất quanh một ngôi sao loại Mặt Trời, nhưng cho đến bây giờ vẫn chưa thành công. Bây giờ, các nhà khoa học Trung Quốc đang phóng kính thiên văn không gian của họ để tìm kiếm Trái Đất 2.0.

Chuyến hành trình tìm kiếm một Trái Đất khác

Kính thiên văn không gian Kepler đã có những khám phá đặc biệt trong lĩnh vực thiên văn học. Được phóng vào năm 2009, kính thiên văn này đã quan sát được 13 triệu ngôi sao trước khi kết thúc nhiệm vụ vào năm 2018.

Trong thời gian hoạt động, Kepler đã phát hiện ra hơn 2.600 hành tinh quay quanh các ngôi sao khác nhau. Một số trong số đó hoàn toàn không giống bất kỳ hành tinh nào trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, điều này đã buộc các nhà khoa học phải tạo thêm hai loại mới để phân loại chúng.

Kepler đã phát hiện ra một hoặc hai hành tinh có thể tồn tại sự sống quanh ngôi sao mẹ, mặc dù nằm trong vùng có điều kiện sống của các ngôi sao lùn đỏ khác biệt với Mặt Trời của chúng ta.

Điều này thật sự hấp dẫn vì khu vực này có khí hậu ôn hòa, nơi mà nước có thể tồn tại ở dạng lỏng, điều này được xem là rất quan trọng cho sự sống tồn tại.

Tuy nhiên, dù đã cố gắng hết sức, cuối cùng Kepler cũng không thành công. Nhiệm vụ của nó là tìm kiếm một Trái Đất khác, tức là một hành tinh giống Trái Đất quay quanh một ngôi sao tương tự Mặt Trời. Nhưng sau gần một thập kỷ quan sát, Kepler không phát hiện được một Trái Đất 2.0 nào.

Điều này một phần là do các ngôi sao loại Mặt Trời có biến động không thể dự đoán được và cần thời gian quan sát lâu hơn. Tuy nhiên, vào năm 2013, hai trong số bốn bánh đà phản lực của kính thiên văn đã hỏng, làm ngăn cản việc quan sát lâu dài. Do đó, các nhà thiên văn học vẫn chưa thể tìm ra bất kỳ Trái Đất nào khác ngoài hệ mặt trời.

Quét toàn bộ bầu trời

Tuy nhiên, tất cả có thể sẽ thay đổi với sứ mệnh Earth 2.0 của Trung Quốc sẽ được khởi động vào năm 2026. Sứ mệnh này sẽ quét toàn bộ bầu trời để tìm kiếm các hành tinh giống Trái Đất quanh các ngôi sao loại Mặt Trời, với các thiết bị được thiết kế để đối phó với biến động của ngôi sao mà Kepler đã phát hiện ra.

Nhóm nghiên cứu này bao gồm khoảng 300 nhà khoa học và kỹ sư từ hơn 40 tổ chức, đa số là ở Trung Quốc. Và trong tuần này, nhóm đã công bố thông tin chi tiết về sứ mệnh này trên arXiv.

Một thách thức của bất kỳ tàu vũ trụ thiên văn nào cũng là phải bao phủ một lĩnh vực quan sát rộng lớn nhất có thể trong khi vẫn giảm thiểu chi phí và trọng lượng của tàu vũ trụ. Nhóm nghiên cứu của Trung Quốc đã giải quyết vấn đề này bằng cách không chỉ sử dụng một kính thiên văn lớn và nặng.

Thay vào đó, tàu vũ trụ sẽ mang theo 6 kính thiên văn nhỏ hơn 30cm, cùng quan sát một vùng bầu trời tương tự như Kepler (kính thiên văn của Kepler có đường kính 1,4m). Những kính thiên văn này sẽ quan sát những thay đổi đặc biệt trong độ sáng của các sao khi có một hành tinh đi qua trước chúng.

Tàu vũ trụ cũng sẽ mang theo một kính thiên văn thứ 7 được thiết kế để tìm kiếm các hiện tượng vi thấu kính, nơi mà trường hấp dẫn của một ngôi sao xa tập trung ánh sáng từ một ngôi sao xa phía sau nó, làm nó sáng tỏ tạm thời.

Bằng cách theo dõi sự biến đổi trong độ sáng, các nhà thiên văn học có thể xác định xem một ngôi sao có hành tinh quay quanh không. Thiết bị thứ 7 này cũng có thể phát hiện các hành tinh ngoài hệ thống, giúp hiểu rõ hơn về những vật thể kỳ lạ, lẻ loi trong vũ trụ.

Lượng dữ liệu lớn

Đội ngũ nghiên cứu của Trung Quốc dự định phóng Earth 2.0 tới điểm Lagrange L2, một trong những vị trí không gian với sự cân bằng giữa trường hấp dẫn của Trái Đất và Mặt Trăng, và tránh xa khỏi các vị trí có thể gây ra ảnh hưởng đối với Trái Đất.

L2 là một lựa chọn phổ biến cho các kính thiên văn và là nơi đặt các kính thiên văn như kính thiên văn không gian Herschel và kính thiên văn không gian James Webb. Tàu vũ trụ Earth 2.0 sẽ ở vị trí L2 trong vòng 4 năm, gửi về khoảng 169 GB dữ liệu mỗi ngày.

Điều này mở ra cơ hội cho những phát hiện thú vị. 'Mô phỏng cho thấy rằng chuyến thám hiểm này có thể phát hiện khoảng 20.000 hành tinh mới, trong đó có khoảng 4.900 hành tinh có kích thước tương tự như Trái Đất', nhóm nghiên cứu cho biết. Điều này có nghĩa là sứ mệnh này sẽ phát hiện được từ 10 đến 20 Trái Đất 2.0 vào năm 2030.

Việc phát hiện Trái Đất 2.0 đầu tiên có thể là một cột mốc quan trọng trong lịch sử thiên văn học. Nó tạo ra một sự quan tâm lớn đối với bản chất của các hành tinh này, cấu trúc của bầu khí quyển và khả năng tồn tại của nước.

Tiếp theo sẽ là tìm kiếm các dấu hiệu sinh học gợi ý về sự sống, như methane và oxy, và tính chất hấp thụ ánh sáng của quá trình quang hợp. Cũng sẽ là việc tìm kiếm các cấu trúc công nghệ cho thấy sự tồn tại của một nền văn minh, như dấu hiệu ô nhiễm công nghiệp chứa chlorofluorocarbon (CFC) và thậm chí là việc truyền dẫn vô tuyến băng tần hẹp.

Tất nhiên, Earth 2.0 không phải là sứ mệnh duy nhất có khả năng phát hiện một Trái Đất mới. Có những sứ mệnh khác, như sứ mệnh Plato của ESA cũng sẽ bắt đầu vào năm 2026. Nhưng chúng sẽ cần may mắn hơn Earth 2.0 để thành công.

Điều này sẽ khơi nguồn cho một cuộc đua giữa các quốc gia trong việc khám phá một Trái Đất mới và mở ra một thời đại mới trong nghiên cứu về hành tinh có thể chứa đựng sự sống.