Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các phép đo chính xác được thực hiện với VLBA đã tiết lộ rằng một ngôi sao nhỏ, mát mẻ cách Trái đất 35 năm ánh sáng được quay quanh bởi một hành tinh cỡ Sao Thổ cứ 221 ngày một lần.
Sử dụng “tầm nhìn” vô tuyến supersharp của Mảng đường cơ sở rất dài trên toàn lục địa (VLBA) của Quỹ Khoa học Quốc gia, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một hành tinh cỡ sao Thổ quay quanh một ngôi sao nhỏ, mát mẻ cách Trái đất 35 năm ánh sáng. Đây là khám phá đầu tiên về một hành tinh ngoài hệ mặt trời bằng kính thiên văn vô tuyến sử dụng một kỹ thuật yêu cầu các phép đo cực kỳ chính xác về vị trí của một ngôi sao trên bầu trời và chỉ là phát hiện hành tinh thứ hai cho kỹ thuật đó và cho kính thiên văn vô tuyến.
Kỹ thuật này đã được biết đến từ lâu nhưng đã được chứng minh là khó sử dụng. Nó liên quan đến việc theo dõi chuyển động thực tế của ngôi sao trong không gian, sau đó phát hiện một “sự chao đảo” rất nhỏ trong chuyển động đó gây ra bởi hiệu ứng hấp dẫn của hành tinh. Ngôi sao và hành tinh quay quanh một vị trí đại diện cho khối tâm của cả hai kết hợp. Hành tinh được tiết lộ một cách gián tiếp nếu vị trí đó, được gọi là barycenter, đủ xa so với tâm của ngôi sao để gây ra sự dao động có thể phát hiện được bằng kính thiên văn.
Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật vũ trụ, được cho là sẽ đặc biệt tốt để phát hiện các hành tinh giống sao Mộc trong quỹ đạo xa ngôi sao. Điều này là do khi một hành tinh lớn quay quanh một ngôi sao, sự dao động tạo ra trong ngôi sao tăng lên khi có sự phân cách lớn hơn giữa hành tinh và ngôi sao, và ở một khoảng cách nhất định so với ngôi sao, hành tinh càng lớn thì sự chao đảo tạo ra càng lớn.
Bắt đầu từ tháng 6 năm 2018 và tiếp tục trong một năm rưỡi, các nhà thiên văn học đã theo dõi một ngôi sao có tên TVLM 513-46546, một ngôi sao lùn mát có khối lượng chưa bằng 1/10 Mặt trời của chúng ta. Ngoài ra, họ đã sử dụng dữ liệu từ chín lần quan sát VLBA trước đó về ngôi sao từ tháng 3 năm 2010 đến tháng 8 năm 2011.
Phân tích sâu rộng dữ liệu từ những khoảng thời gian đó cho thấy sự chao đảo đáng kể trong chuyển động của ngôi sao cho thấy sự hiện diện của một hành tinh có khối lượng tương đương với sao Thổ, quay quanh ngôi sao 221 ngày một lần. Hành tinh này gần ngôi sao hơn sao Thủy so với Mặt trời.
Những ngôi sao nhỏ, mát mẻ như TVLM 513-46546 là loại sao có số lượng nhiều nhất trong Dải Ngân hà của chúng ta, và nhiều trong số chúng đã được phát hiện có các hành tinh nhỏ hơn, tương đương với Trái đất và sao Hỏa.
“Các hành tinh khổng lồ, như Sao Mộc và Sao Thổ, được cho là rất hiếm khi ở xung quanh những ngôi sao nhỏ như thế này, và kỹ thuật thiên văn tốt nhất trong việc tìm kiếm các hành tinh giống Sao Mộc trong quỹ đạo rộng, vì vậy chúng tôi rất ngạc nhiên khi tìm thấy một khối lượng nhỏ hơn, giống như Sao Thổ ” – Salvador Curiel thuộc Đại học Tự trị Quốc gia Mexico cho biết. “Chúng tôi sẽ tìm thấy một hành tinh lớn hơn, tương tự như Sao Mộc trong một quỹ đạo rộng hơn.”
Việc phát hiện chuyển động quỹ đạo của hành tinh khối lượng nhỏ dưới sao Mộc này trong một quỹ đạo nhỏ gọn như vậy là một thách thức lớn.
Hơn 4.200 hành tinh đã được phát hiện quay quanh các ngôi sao khác ngoài Mặt trời nhưng hành tinh xung quanh TVLM 513-46546 chỉ là hành tinh thứ hai được tìm thấy bằng kỹ thuật đo thiên văn. Một phương pháp rất thành công khác được gọi là kỹ thuật vận tốc xuyên tâm, cũng dựa vào hiệu ứng hấp dẫn của hành tinh đối với ngôi sao. Kỹ thuật đó phát hiện gia tốc nhẹ của ngôi sao, về phía hoặc ra khỏi Trái đất, gây ra bởi chuyển động của ngôi sao xung quanh tâm trung tâm.
“Phương pháp của chúng tôi bổ sung cho phương pháp vận tốc xuyên tâm nhạy cảm hơn với các hành tinh quay quanh quỹ đạo gần, trong khi phương pháp của chúng tôi nhạy cảm hơn với các hành tinh lớn ở quỹ đạo xa ngôi sao hơn,” Gisela Ortiz-Leon thuộc Viện thiên văn vô tuyến Max Planck cho biết thêm. “Thật vậy, những kỹ thuật khác này chỉ tìm thấy một số hành tinh có các đặc điểm như khối lượng hành tinh, kích thước quỹ đạo và khối lượng sao chủ, tương tự như hành tinh mà chúng tôi tìm thấy. Chúng tôi tin rằng VLBA và kỹ thuật đo thiên văn nói chung, có thể tiết lộ nhiều nhiều hành tinh tương tự hơn. “
Một kỹ thuật thứ ba được gọi là phương pháp quá cảnh cũng rất thành công, phát hiện sự mờ đi nhẹ của ánh sáng ngôi sao khi một hành tinh đi qua phía trước nó, khi nhìn từ Trái đất.
Phương pháp thiên văn đã thành công trong việc phát hiện các hệ sao đôi lân cận và được công nhận vào đầu thế kỷ 19 như một phương tiện tiềm năng để khám phá các hành tinh ngoài hệ mặt trời. Trong nhiều năm, một số khám phá như vậy đã được công bố, sau đó không thể tồn tại trong quá trình nghiên cứu kỹ lưỡng hơn. Khó khăn là sự dao động của sao do một hành tinh tạo ra rất nhỏ khi được nhìn thấy từ Trái đất nên nó đòi hỏi độ chính xác phi thường trong các phép đo vị trí.
Các VLBA với anten cách nhau càng nhiều càng 5.000 dặm, cung cấp cho chúng với sức mạnh giải quyết tuyệt vời và độ chính xác rất cao cần thiết cho phát hiện này. Ngoài ra, những cải tiến đã được thực hiện đối với độ nhạy của VLBA đã mang lại cho chúng ta chất lượng dữ liệu giúp chúng tôi có thể thực hiện công việc này ngay bây giờ.
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ khoa học quốc gia được điều hành theo thỏa thuận hợp tác của các trường đại học liên kết.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :