Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong cuộc săn tìm các thế giới xa xôi, các nhà nghiên cứu đã xác định được một ứng cử viên exomoon xung quanh ngoại hành tinh Kepler-1625b quá cảnh cho thấy sự hiện diện của mặt trăng khổng lồ khí chưa biết trước đây.
Một cặp nhà thiên văn học của Đại học Columbia sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA và Kính viễn vọng Không gian Kepler đã tập hợp bằng chứng thuyết phục cho sự tồn tại của một mặt trăng quay quanh một hành tinh khổng lồ khí cách đó 8.000 năm ánh sáng.
Trong một bài báo xuất bản ngày 3 tháng 10 trên tạp chí Science Advances , Alex Dạyey và David Kipping báo cáo rằng việc phát hiện ra một ứng cử viên ngoại lệ – nghĩa là, các mặt trăng quay quanh các hành tinh trong các hệ sao khác – không bình thường vì kích thước lớn có thể so sánh với đường kính của sao Hải Vương. Những mặt trăng khổng lồ như vậy không tồn tại trong hệ mặt trời của chúng ta, nơi gần 200 vệ tinh tự nhiên đã được xếp vào mục lục.
Kipping, một giáo sư trợ lý thiên văn học ở Columbia chia sẻ: “Đây sẽ là trường hợp đầu tiên phát hiện một mặt trăng bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Nếu được xác nhận bằng các quan sát Hubble tiếp theo, phát hiện này có thể cung cấp manh mối quan trọng về sự phát triển của các hệ hành tinh và có thể khiến các chuyên gia xem xét lại các lý thuyết về cách các mặt trăng hình thành xung quanh các hành tinh.”
Khi tìm kiếm exomoons, các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ 284 hành tinh được phát hiện bởi Kepler có quỹ đạo tương đối rộng với thời gian dài hơn 30 ngày xung quanh ngôi sao chủ của chúng. Các quan sát đã đo được sự mờ dần của ánh sao khi một hành tinh đi qua phía trước ngôi sao của nó, được gọi là quá cảnh. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một ví dụ trong Kepler 1625b có những dị thường hấp dẫn.
Các nhà thiên văn học đã thấy những sai lệch nhỏ và chao đảo trong đường cong ánh sáng thu hút sự chú ý của họ.
Kết quả Kepler là đủ để nhóm nghiên cứu có được 40 giờ với Hubble để nghiên cứu sâu về hành tinh, thu được dữ liệu chính xác gấp bốn lần so với Kepler. Các nhà nghiên cứu đã theo dõi hành tinh này trước và trong suốt quá trình di chuyển dài 19 giờ trên khắp mặt của ngôi sao. Sau khi nó kết thúc, Hubble đã phát hiện ra sự giảm độ sáng thứ hai và nhỏ hơn nhiều trong 3,5 giờ sau đó phù hợp với “một mặt trăng kéo theo hành tinh như một con chó đi theo chủ nhân của nó trên dây xích.
Thật không may, các quan sát Hubble theo lịch trình đã kết thúc trước khi quá trình hoàn thành của mặt trăng có thể được đo.
Ngoài việc giảm ánh sáng này, Hubble còn cung cấp bằng chứng hỗ trợ cho giả thuyết mặt trăng bằng cách đo rằng hành tinh bắt đầu quá cảnh sớm hơn 1,25 giờ so với dự đoán. Điều này phù hợp với hành tinh và mặt trăng quay quanh một trung tâm trọng lực chung (barycenter) sẽ khiến hành tinh này chao đảo khỏi vị trí dự đoán của nó.
Một nền văn minh ngoài trái đất quan sát Trái đất và Mặt trăng quá cảnh Mặt trời sẽ ghi nhận những bất thường tương tự trong thời gian vận chuyển của Trái đất.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng về nguyên tắc sự bất thường này có thể được gây ra bởi lực hấp dẫn của hành tinh thứ hai giả định trong hệ thống, mặc dù Kepler không tìm thấy bằng chứng nào cho các hành tinh bổ sung xung quanh ngôi sao trong nhiệm vụ bốn năm của nó.
Tác giả chính của Dạyey, Nghiên cứu sinh của NSF tại Columbia chia sẻ: “Mặt trăng đồng hành là lời giải thích đơn giản và tự nhiên nhất cho lần nhúng thứ hai trong đường cong ánh sáng và độ lệch thời gian quỹ đạo. Đó là một khoảnh khắc gây sốc khi nhìn thấy đường cong ánh sáng đó, trái tim tôi bắt đầu đập nhanh hơn một chút và tôi cứ nhìn vào chữ ký đó. Nhưng chúng tôi biết công việc của chúng tôi là kiểm tra đầu cấp mọi cách có thể hiểu được trong đó dữ liệu có thể bị lừa chúng tôi cho đến khi chúng tôi không còn lời giải thích nào khác. “
Mặt trăng được ước tính chỉ bằng 1,5 phần trăm khối lượng của hành tinh đồng hành của nó, mà bản thân nó ước tính gấp nhiều lần khối lượng của Sao Mộc. Giá trị này gần với tỷ lệ khối lượng giữa Trái đất và mặt trăng của nó. Nhưng trong trường hợp hệ Mặt trăng-Mặt trăng và hệ thống Sao Diêm Vương – lớn nhất trong số năm vệ tinh tự nhiên được biết đến của hành tinh lùn Pluto – một vụ va chạm ban đầu với một cơ thể lớn hơn được cho là đã thổi bay vật chất mà sau đó kết lại thành mặt trăng. Tuy nhiên, Kepler 1625b và vệ tinh của nó là khí, không phải đá và do đó một vụ va chạm như vậy có thể không dẫn đến sự ngưng tụ của vệ tinh.
Exomoons rất khó tìm vì chúng nhỏ hơn hành tinh đồng hành của chúng và do đó tín hiệu quá cảnh của chúng yếu; chúng cũng thay đổi vị trí với mỗi lần vận chuyển vì mặt trăng đang quay quanh hành tinh. Ngoài ra, các hành tinh ứng cử viên lý tưởng lưu trữ các mặt trăng nằm trong quỹ đạo lớn với thời gian vận chuyển dài và không thường xuyên. Trong tìm kiếm này, mặt trăng có kích thước sao Hải Vương sẽ là một trong những mặt trăng dễ phát hiện đầu tiên nhất vì kích thước lớn của nó.
Hành tinh chủ và mặt trăng của nó nằm trong vùng có thể ở của sao mặt trời (Kepler 1625), nơi nhiệt độ vừa phải cho phép tồn tại nước lỏng trên bất kỳ bề mặt hành tinh rắn nào. Tuy nhiên, cả hai cơ thể đều được coi là khí và do đó không phù hợp với cuộc sống như chúng ta biết.
Các tìm kiếm trong tương lai sẽ nhắm vào các hành tinh có kích thước sao Mộc cách xa ngôi sao của chúng hơn Trái đất từ Mặt trời. Chỉ có một số ít trong số này trong cơ sở dữ liệu Kepler. Chúng ta có thể mong đợi được nhìn thấy những mặt trăng thực sự nhỏ bé.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Columbia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :