Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Hai kính viễn vọng không gian của NASA đã xác định hóa chất ‘dấu vân tay’ chi tiết của một hành tinh nằm giữa kích cỡ Trái đất và Sao Hải Vương. Không có hành tinh nào như thế này có thể được tìm thấy trong hệ mặt trời của chúng ta nhưng chúng phổ biến xung quanh các ngôi sao khác.
Hành tinh Gliese 3470 b (còn được gọi là GJ 3470 b) có thể là một giao thoa giữa Trái đất và Hải vương tinh với một lõi đá lớn bị chôn vùi dưới bầu khí quyển hydro và helium sâu. Nặng khoảng 12,6 khối lượng Trái đất, hành tinh này nặng hơn Trái đất nhưng nhỏ hơn Sao Hải Vương (tức là hơn 17 khối lượng Trái đất).
Nhiều thế giới tương tự đã được phát hiện bởi đài quan sát vũ trụ Kepler của NASA có nhiệm vụ kết thúc vào năm 2018. Trên thực tế, 80% các hành tinh trong thiên hà của chúng ta có thể rơi vào phạm vi rộng lớn này. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học chưa bao giờ có thể hiểu được bản chất hóa học của một hành tinh như vậy cho đến bây giờ.
Bằng cách kiểm kê nội dung của bầu khí quyển GJ 3470 b, các nhà thiên văn học có thể khám phá ra manh mối về bản chất và nguồn gốc của hành tinh.
Bjorn Benneke thuộc Đại học Montreal ở Canada cho biết: “Đây là một khám phá lớn từ viễn cảnh hình thành hành tinh. Hành tinh này quay rất gần ngôi sao và có khối lượng nhỏ hơn nhiều so với Sao Mộc – khối lượng gấp 318 lần Trái đất – nhưng đã tìm cách tích tụ bầu khí quyển hydro / heli nguyên thủy mà phần lớn “Không bị ô nhiễm” bởi các yếu tố nặng hơn. Chúng ta không có bất cứ thứ gì như thế này trong hệ mặt trời và đó là điều khiến nó nổi bật.”
Các nhà thiên văn học đã tranh thủ các khả năng đa bước sóng kết hợp của Kính viễn vọng không gian Hubble và Spitzer của NASA để thực hiện một nghiên cứu đầu tiên về bầu khí quyển của GJ 3470 b.
Điều này đã được thực hiện bằng cách đo sự hấp thụ của ánh sáng sao khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao của nó (quá cảnh) và mất ánh sáng phản xạ từ hành tinh khi nó đi qua phía sau ngôi sao (nhật thực). Tất cả đã nói, các kính viễn vọng không gian quan sát được 12 lần chuyển tiếp và 20 lần nhật thực. Khoa học phân tích dấu vân tay hóa học dựa trên ánh sáng được gọi là “quang phổ”.
“Lần đầu tiên chúng ta có một chữ ký quang phổ của một thế giới như vậy”, Benneke nói. Nhưng anh ta không thể phân loại được: nên gọi nó là “siêu trái đất” hay “tiểu Hải vương tinh?” Hoặc có lẽ một cái gì đó khác?
Theo một cách ngẫu nhiên, bầu không khí của GJ 3470 b hóa ra hầu như rõ ràng chỉ có những mối nguy hiểm mỏng manh cho phép các nhà khoa học thăm dò sâu vào bầu khí quyển.
Benneke nói: “Chúng tôi mong đợi một bầu không khí được làm giàu mạnh mẽ trong các nguyên tố nặng hơn như oxy và carbon đang hình thành nên hơi nước và khí metan dồi dào, tương tự như những gì chúng ta thấy trên Sao Hải Vương. Thay vào đó, chúng tôi đã tìm thấy một bầu không khí rất nghèo nàn trong các nguyên tố nặng đến nỗi thành phần của nó giống với thành phần giàu hydro / heli của Mặt trời.”
Các ngoại hành tinh khác được gọi là “Sao Mộc nóng” được cho là hình thành cách xa các ngôi sao của chúng và theo thời gian di chuyển gần hơn nhiều. Nhưng hành tinh này dường như đã hình thành đúng như ngày nay, Benneke nói.
Lời giải thích hợp lý nhất theo Benneke là GJ 3470 b được sinh ra bấp bênh gần với ngôi sao lùn đỏ của nó, chiếm khoảng một nửa khối lượng Mặt trời của chúng ta. Ông đưa ra giả thuyết rằng về cơ bản, nó bắt đầu như một tảng đá khô và nhanh chóng tích tụ hydro từ một đĩa khí nguyên thủy khi ngôi sao của nó còn rất trẻ. Đĩa được gọi là “đĩa tiền điện tử.”
Chúng ta đang nhìn thấy một vật thể có thể tích tụ hydro từ đĩa tiền đạo nhưng không chạy đi để trở thành một sao Mộc nóng bỏng. Đây là một chế độ hấp dẫn.
Một lời giải thích là đĩa đã tiêu tan trước khi hành tinh có thể tăng thêm số lượng lớn.
Kính viễn vọng không gian James Webb sắp tới của NASA sẽ có thể thăm dò sâu hơn vào bầu khí quyển của GJ 3470 b, nhờ vào độ nhạy chưa từng có của Webb trong tia hồng ngoại. Các kết quả mới đã tạo ra sự quan tâm lớn từ các đội Mỹ và Canada đang phát triển các nhạc cụ trên Webb. Họ sẽ quan sát quá cảnh và nhật thực của GJ 3470 b ở các bước sóng ánh sáng nơi các mối nguy trong khí quyển ngày càng trong suốt.
Kính thiên văn vũ trụ Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và ESA (Cơ quan vũ trụ châu Âu). Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland quản lý kính viễn vọng. Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) ở Baltimore, Maryland tiến hành các hoạt động khoa học của Hubble. STScI được vận hành cho NASA bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học ở Washington, DC
Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực ở Pasadena, California, quản lý sứ mệnh Kính viễn vọng Không gian Spitzer cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của NASA tại Washington. Hoạt động khoa học được tiến hành tại Trung tâm Khoa học Spitzer tại Caltech ở Pasadena. Hoạt động không gian có trụ sở tại Hệ thống không gian Lockheed Martin ở Littleton, Colorado. Dữ liệu được lưu trữ tại Lưu trữ Khoa học Hồng ngoại được lưu trữ tại IPAC tại Caltech. Caltech quản lý JPL cho NASA.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm sức đẩy của NASA / Jet . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.