Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Vệ tinh Khảo sát Exoplanet của NASA đã tìm thấy hành tinh hình tròn đầu tiên của nó, một thế giới quay quanh hai ngôi sao. Được gọi là TOI 1338 b, hành tinh này nằm cách xa 1.300 năm ánh sáng và lớn hơn Trái đất 6,9 lần.
Năm 2019 khi Wolf Cukier kết thúc năm học tại trường trung học Scarsdale ở New York, anh gia nhập Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, với tư cách là một thực tập sinh mùa hè. Công việc của anh là kiểm tra các biến thể về độ sáng của sao được chụp bởi Vệ tinh Khảo sát Exoplanet của NASA (TESS) và tải lên dự án khoa học công dân Planet Hunters TESS.
Cukier chia sẻ: “Tôi đang xem xét dữ liệu cho tất cả mọi thứ mà các tình nguyện viên đã gắn cờ là một nhị phân che khuất, một hệ thống mà hai ngôi sao xoay quanh nhau và từ góc nhìn của chúng tôi che khuất nhau trên mọi quỹ đạo. Khoảng ba ngày thực tập, tôi thấy một tín hiệu từ một hệ thống có tên TOI 1338. Lúc đầu, tôi nghĩ đó là nhật thực, nhưng thời gian đã sai. Hóa ra đó là một hành tinh.”
TOI 1338 b, như bây giờ được gọi là hành tinh tuần hoàn đầu tiên của TESS, một thế giới quay quanh hai ngôi sao. Phát hiện này đã được giới thiệu trong một cuộc thảo luận của hội thảo vào thứ Hai ngày 6 tháng 1 tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ lần thứ 235 ở Honolulu. Một bài báo, mà Cukier đồng tác giả cùng với các nhà khoa học từ Goddard, Đại học bang San Diego, Đại học Chicago và các tổ chức khác đã được gửi đến một tạp chí khoa học.
Hệ thống TOI 1338 nằm cách 1.300 năm ánh sáng trong chòm sao tượng hình. Hai ngôi sao quay quanh nhau cứ sau 15 ngày. Một cái nặng hơn khoảng 10% so với Mặt trời của chúng ta trong khi cái kia thì lạnh hơn, mờ hơn và chỉ bằng một phần ba khối lượng của Mặt trời.
TOI 1338 b là hành tinh duy nhất được biết đến trong hệ thống. Nó lớn hơn Trái đất khoảng 6,9 lần hoặc giữa các kích cỡ của Sao Hải Vương và Sao Thổ. Hành tinh quay quanh trong cùng một mặt phẳng giống hệt như các ngôi sao, vì vậy nó trải qua nhật thực thường xuyên.
TESS có bốn máy ảnh, mỗi camera chụp ảnh toàn khung hình một mảng trời sau mỗi 30 phút trong 27 ngày. Các nhà khoa học sử dụng các quan sát để tạo ra các biểu đồ về cách độ sáng của các ngôi sao thay đổi theo thời gian. Khi một hành tinh đi qua phía trước ngôi sao của nó từ góc nhìn của chúng ta, một sự kiện được gọi là quá cảnh, sự đi qua của nó gây ra sự giảm sút rõ rệt trong độ sáng của ngôi sao.
Nhưng các hành tinh quay quanh hai ngôi sao khó phát hiện hơn những hành tinh quay quanh một ngôi sao. Quá cảnh của TOI 1338 b là không đều trong khoảng từ 93 đến 95 ngày và độ sâu và thời gian khác nhau nhờ chuyển động quỹ đạo của các ngôi sao. TESS chỉ nhìn thấy những thứ đi qua ngôi sao lớn hơn; quá cảnh của ngôi sao nhỏ quá mờ nhạt để phát hiện.
tác giả chính Veselin Kostov, một nhà khoa học nghiên cứu tại Viện SETI và Goddard cho biết thêm: “Đây là những loại tín hiệu mà các thuật toán thực sự phải vật lộn với. Mắt người cực kỳ giỏi trong việc tìm kiếm các mẫu trong dữ liệu, đặc biệt là các mẫu không theo chu kỳ như những mẫu mà chúng ta thấy trong quá trình chuyển đổi từ các hệ thống này.”
Điều này giải thích tại sao Cukier phải kiểm tra trực quan từng vận chuyển tiềm năng. Ví dụ ban đầu ông nghĩ rằng quá cảnh của TOI 1338 b là kết quả của một ngôi sao nhỏ hơn trong hệ thống đi qua phía trước ngôi sao lớn hơn – cả hai đều gây ra sự giảm độ sáng tương tự. Nhưng thời gian đã sai cho nhật thực.
Sau khi xác định TOI 1338 b, nhóm nghiên cứu đã sử dụng gói phần mềm có tên là eleanor được đặt tên theo Eleanor Arroway, nhân vật trung tâm trong tiểu thuyết “Liên hệ” của Carl Sagan để xác nhận quá cảnh là có thật và không phải là kết quả của các tạo tác nhạc cụ.
Trong tất cả các hình ảnh của nó, TESS đang theo dõi hàng triệu ngôi sao. Đó là lý do tại sao nhóm của chúng tôi tạo ra eleanor. Đó là cách dễ dàng để tải xuống, phân tích và trực quan hóa dữ liệu chuyển tuyến. Các nhà thiên văn học đã thiết kế nó với các hành tinh trong tâm trí nhưng các thành viên khác trong cộng đồng sử dụng nó để nghiên cứu các ngôi sao, tiểu hành tinh và thậm chí cả các thiên hà.
TOI 1338 đã được nghiên cứu từ mặt đất bằng các khảo sát vận tốc hướng tâm, đo chuyển động dọc theo đường ngắm của chúng ta. Nhóm của Kostov đã sử dụng dữ liệu lưu trữ này để phân tích hệ thống và xác nhận hành tinh. Quỹ đạo của nó ổn định trong ít nhất 10 triệu năm tới. Tuy nhiên, góc của quỹ đạo đối với chúng ta, thay đổi đủ để quá cảnh hành tinh sẽ chấm dứt sau tháng 11 năm 2023 và tiếp tục tám năm sau đó.
Các nhiệm vụ Kepler và K2 của NASA trước đây đã phát hiện ra 12 hành tinh hình tròn trong 10 hệ thống, tất cả đều tương tự TOI 1338 b. Quan sát các hệ thống nhị phân thiên về việc tìm kiếm các hành tinh lớn hơn. Quá cảnh của các vật thể nhỏ hơn không ảnh hưởng lớn đến độ sáng của các ngôi sao. TESS dự kiến sẽ quan sát hàng trăm ngàn nhị phân che khuất trong nhiệm vụ hai năm đầu tiên của nó, vì vậy nhiều hành tinh trong số các hành tinh này nên chờ đợi để khám phá.
TESS là một nhiệm vụ thám hiểm vật lý thiên văn của NASA do MIT lãnh đạo và điều hành tại Cambridge, Massachusetts và được quản lý bởi Trung tâm bay không gian Goddard của NASA. Các đối tác khác bao gồm Northrop Grumman, có trụ sở tại Thác Church, Virginia; Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA tại Thung lũng Silicon của California; Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts; Phòng thí nghiệm Lincoln của MIT; và Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian ở Baltimore. Hơn một chục trường đại học, viện nghiên cứu và đài quan sát trên toàn thế giới là những người tham gia sứ mệnh.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi NASA / Goddard Space Flight Center . Bản gốc được viết bởi Jeanette Kazmierczak, jeanette.a.kazmierczak@nasa.gov. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.