Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
CHEOPS đã đạt được cột mốc tiếp theo: Sau các thử nghiệm rộng rãi trên quỹ đạo Trái đất, một số trong đó nhóm nhiệm vụ buộc phải thực hiện tại nhà do cuộc khủng hoảng coronavirus, kính viễn vọng không gian đã được tuyên bố sẵn sàng cho khoa học. CHEOPS là viết tắt của ” đặc trưng cho vệ tinh ExOPlanet ”, và có mục đích điều tra các ngoại hành tinh đã biết để xác định trong số những thứ khác, liệu chúng có điều kiện nào thân thiện với cuộc sống hay không.
CHEOPS là một nhiệm vụ chung của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Thụy Sĩ dưới sự lãnh đạo của Đại học Bern phối hợp với Đại học Geneva (UNIGE). Sau gần ba tháng thử nghiệm rộng rãi với một phần của nó ở giữa tâm dịch Coronavirus, vào thứ Tư, ngày 25 tháng 3 năm 2020, ESA đã tuyên bố kính viễn vọng không gian CHEOPS đã sẵn sàng cho khoa học. Với thành tựu này, ESA đã trao trách nhiệm vận hành CHEOPS cho tập đoàn truyền giáo, bao gồm các nhà khoa học và kỹ sư từ khoảng 30 tổ chức ở 11 quốc gia châu Âu.
Hoàn thành thành công giai đoạn thử nghiệm CHEOPS bất chấp khủng hoảng Coronavirus
Việc hoàn thành thành công giai đoạn thử nghiệm diễn ra trong những thời điểm rất khó khăn với tất cả các nhóm nhiệm vụ được yêu cầu phải làm việc tại nhà cho đến cuối giai đoạn. Willy Benz, Giáo sư Vật lý thiên văn tại Đại học Bern và Điều tra viên chính của nhiệm vụ CHEOPS giải thích: “Việc hoàn thành giai đoạn thử nghiệm chỉ có thể với sự cam kết đầy đủ của tất cả những người tham gia và vì nhiệm vụ có hệ thống kiểm soát hoạt động phần lớn là tự động, cho phép gửi lệnh và nhận dữ liệu từ nhà”.
Một nhóm các nhà khoa học, kỹ sư và kỹ thuật viên đã đưa CHEOPS qua một giai đoạn thử nghiệm và hiệu chuẩn rộng rãi từ đầu tháng 1 đến cuối tháng ba. Andrea Fortier, nhà khoa học nhạc cụ CHEOPS từ Univerisity của Bern, người lãnh đạo nhóm vận hành của tập đoàn đã rất vui mừng khi nhận ra rằng tất cả các hệ thống hoạt động như mong đợi hoặc thậm chí tốt hơn mong đợi.
Đáp ứng yêu cầu cao về đo lường độ chính xác
Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng cách tập trung vào đánh giá hiệu suất trắc quang của kính thiên văn vũ trụ. CHEOPS đã được khái niệm hóa như một thiết bị có độ chính xác đặc biệt có khả năng phát hiện các ngoại hành tinh có kích thước của hành tinh Trái đất. Thử nghiệm quan trọng nhất là trong phép đo chính xác độ sáng của một ngôi sao với phương sai 0,002% (20 phần triệu). Độ chính xác này là cần thiết để nhận ra rõ ràng sự mờ đi do sự đi qua của một hành tinh có kích thước Trái đất ở phía trước một ngôi sao giống như Mặt trời (một sự kiện được gọi là “quá cảnh”, có thể kéo dài vài giờ). CHEOPS cũng được yêu cầu chứng minh khả năng duy trì mức độ chính xác này trong tối đa hai ngày.
CHEOPS vượt quá yêu cầu
Để xác minh điều này, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào một ngôi sao được gọi là HD 88111. Ngôi sao nằm trong chòm sao Hydra, cách Trái đất khoảng 175 năm ánh sáng và không được biết đến với các hành tinh. CHEOPS đã chụp ảnh ngôi sao cứ sau 30 giây trong 47 giờ liên tục. Mọi hình ảnh đều được phân tích cẩn thận, ban đầu sử dụng gói phần mềm tự động chuyên dụng và sau đó bởi các thành viên trong nhóm, để xác định trong mỗi hình ảnh độ sáng của ngôi sao càng chính xác càng tốt. Nhóm nghiên cứu đã dự đoán độ sáng của ngôi sao sẽ thay đổi trong suốt thời gian quan sát do nhiều hiệu ứng khác nhau, chẳng hạn như các ngôi sao khác trong vùng quan sát, chuyển động jitter nhỏ của vệ tinh hoặc tác động của tia vũ trụ chiếu vào máy dò.
Kết quả của 5.640 bức ảnh được chụp bởi CHEOPS trong hơn 47 giờ được hiển thị dưới dạng “đường cong ánh sáng”. Đường cong mô tả sự thay đổi theo thời gian trong các phép đo độ sáng từ tất cả các hình ảnh cho thấy độ phân tán bình phương trung bình gốc là 0,0015% (15 phần triệu).
Christopher Broeg, Giám đốc truyền giáo cho nhiệm vụ CHEOPS giải thích tại Đại học Bern: “Đường cong ánh sáng được đo bằng CHEOPS rất dễ chịu. Kính viễn vọng không gian dễ dàng vượt qua yêu cầu về khả năng đo độ sáng đến độ chính xác 0,002% (20 phần triệu)”.
Một hành tinh ngoại sẽ được nghiên cứu
Nhóm nghiên cứu đã quan sát các ngôi sao khác bao gồm một số hành tinh được biết đến với các hành tinh (chúng được gọi là ngoại hành tinh). CHEOPS tập trung vào hệ thống hành tinh HD 93396 nằm trong chòm sao Sextans, cách Trái đất khoảng 320 năm ánh sáng. Hệ thống này bao gồm một ngoại hành tinh khổng lồ có tên KELT-11b, được phát hiện vào năm 2016 để quay quanh ngôi sao này trong 4,7 ngày. Ngôi sao có kích thước gần gấp ba lần mặt trời.
Nhóm nghiên cứu đã chọn hệ thống đặc biệt này bởi vì ngôi sao quá lớn khiến hành tinh phải mất một thời gian dài để vượt qua trước mặt nó: thực tế là gần tám giờ. Didier Queloz, Giáo sư tại Khoa Thiên văn của Khoa Khoa học tại Đại học Geneva và người phát ngôn của Nhóm Khoa học CHEOPS giải thích: “Điều này đã cho CHEOPS cơ hội thể hiện khả năng nắm bắt các sự kiện vận chuyển dài nếu không khó quan sát từ mặt đất, vì phần ‘thiên văn học’ trong đêm đối với thiên văn học trên mặt đất thường chỉ mất chưa đến tám giờ”. Đường cong ánh sáng quá cảnh đầu tiên của CHEOPS được hiển thị trong đó sự sụt giảm do hành tinh xảy ra khoảng chín giờ sau khi nó bắt đầu quan sát.
Quá cảnh của KELT-11b được đo bằng CHEOPS cho phép xác định kích thước của ngoại hành tinh. Nó có đường kính 181.600 km mà CHEOPS có thể đo được với độ chính xác 4’290 km. Đường kính của Trái đất chỉ xấp xỉ 12.700 km trong khi đó của Sao Mộc – hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta – là 139.900 km. Do đó, Exoplanet KELT-11b lớn hơn Sao Mộc nhưng khối lượng của nó nhẹ hơn năm lần, điều đó cho thấy nó có mật độ cực thấp: “Nó sẽ nổi trên mặt nước trong một bể bơi đủ lớn”, David Ehrenreich, Nhà khoa học của CHEOPS từ Đại học Geneva cho biết. Mật độ hạn chế được quy cho sự gần gũi của hành tinh với ngôi sao của nó.
Benz giải thích rằng các phép đo bằng CHEOPS chính xác hơn năm lần so với các phép đo từ Trái đất. Điều đó mang lại cho các nhà thiên văn học một sự báo trước cho những gì họ có thể đạt được với CHEOPS trong những tháng và năm tới.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Bern . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.