Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Kính thiên văn Magellan khổng lồ (GMT), ở sa mạc Atacama của Chile, sẽ giúp có được câu trả lời về sự hình thành và tiến hóa của những môi trường kỳ lạ này, cũng như khả năng có sự sống ở đó.
Trong ba thập kỷ qua, gần 4.000 vật thể giống như hành tinh đã được phát hiện quay quanh các ngôi sao bị cô lập bên ngoài Hệ Mặt trời (ngoại hành tinh). Bắt đầu từ năm 2011, có thể sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Kepler của NASA để quan sát các ngoại hành tinh đầu tiên trên quỹ đạo xung quanh hệ thống nhị phân trẻ của hai ngôi sao sống với hydro vẫn đang cháy trong lõi của chúng.
Các nhà thiên văn học Brazil hiện đã tìm thấy bằng chứng đầu tiên về sự tồn tại của một ngoại hành tinh quay quanh một nhị phân cũ hơn hoặc tiến hóa hơn trong đó một trong hai ngôi sao đã chết.
Nghiên cứu này là kết quả của một dự án nghiên cứu sau tiến sĩ và thực tập nghiên cứu ở nước ngoài, cả hai đều có học bổng từ Tổ chức nghiên cứu São Paulo – FAPESP. Phát hiện của nó vừa được công bố trên Tạp chí Thiên văn.
Leonardo Andrade de Almeida, tác giả đầu tiên của bài báo, đã nói như sau: “Chúng tôi đã thành công trong việc thu thập bằng chứng khá chắc chắn về sự tồn tại của một hành tinh ngoại khổng lồ với khối lượng gần gấp 13 lần Sao Mộc [hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời] trong một hệ thống nhị phân phát triển. Đây là xác nhận đầu tiên của một ngoại hành tinh trong một hệ thống loại này. “
Almeida hiện là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của Đại học Liên bang Rio Grande do Norte (UFRN), đã thực hiện nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Thiên văn học, Địa vật lý và Khoa học Khí quyển (IAG-USP) của Đại học São Paulo. Damineli, một đồng tác giả của nghiên cứu.
Manh mối theo sau là các nhà nghiên cứu để khám phá ra ngoại hành tinh trong nhị phân tiến hóa có tên KIC 10544976, nằm trong chòm sao Cygnus ở bán cầu thiên thể phía bắc, bao gồm các biến thể về thời gian nhật thực (thời gian của hai ngôi sao này để nhật thực) và thời kỳ quỹ đạo.
“Sự biến đổi trong thời kỳ quỹ đạo của một nhị phân là do lực hấp dẫn giữa ba vật thể, quay quanh một trung tâm khối lượng chung,” Almeida nói.
Tuy nhiên, các biến thể của quỹ đạo không đủ để chứng minh sự tồn tại của một hành tinh trong trường hợp nhị phân, do hoạt động từ trường của các sao nhị phân dao động theo định kỳ, giống như từ trường của Mặt trời thay đổi cực tính cứ sau 11 năm, với nhiễu loạn, số lượng và kích thước của vết đen đạt đỉnh rồi giảm dần.
“Sự biến đổi trong hoạt động từ tính của Mặt trời cuối cùng cũng gây ra sự thay đổi từ trường của nó. Điều tương tự cũng đúng với tất cả các ngôi sao bị cô lập. Trong các nhị phân, các biến thể này cũng gây ra sự thay đổi trong chu kỳ quỹ đạo do chúng ta gọi là cơ chế Applegate”, Almeida giải thích.
Để bác bỏ giả thuyết rằng các biến thể trong chu kỳ quỹ đạo của KIC 10544976 chỉ là do hoạt động từ tính, các nhà nghiên cứu đã phân tích ảnh hưởng của biến thiên thời gian nhật thực và chu kỳ hoạt động từ tính của ngôi sao sống nhị phân.
KIC 10544976 bao gồm một sao lùn trắng, một ngôi sao có khối lượng thấp đã chết với nhiệt độ bề mặt cao và một sao lùn đỏ, một ngôi sao sống (hoạt động từ tính) với khối lượng nhỏ so với Mặt trời của chúng ta và độ sáng thấp do năng lượng phát ra thấp . Hai ngôi sao được theo dõi bằng kính viễn vọng trên mặt đất từ năm 2005 đến 2017 và bởi Kepler từ năm 2009 đến 2013, tạo ra dữ liệu theo từng phút.
“Hệ thống này là duy nhất,” Almeida nói. “Không có hệ thống tương tự nào có đủ dữ liệu để cho phép chúng tôi tính toán sự thay đổi chu kỳ quỹ đạo và hoạt động chu kỳ từ tính cho ngôi sao sống”.
Sử dụng dữ liệu Kepler, họ có thể ước tính chu kỳ từ của ngôi sao sống (sao lùn đỏ) dựa trên tốc độ và năng lượng của pháo sáng (sự phun trào lớn của bức xạ điện từ) và sự biến đổi do các điểm (vùng có nhiệt độ bề mặt lạnh hơn và do đó tối gây ra bởi nồng độ khác nhau của từ thông từ trường).
Phân tích dữ liệu cho thấy chu kỳ hoạt động từ tính của sao lùn đỏ kéo dài 600 ngày, phù hợp với chu kỳ từ tính ước tính cho các ngôi sao bị cô lập khối lượng thấp. Thời kỳ quỹ đạo của nhị phân được ước tính là 17 năm.
“Điều này bác bỏ hoàn toàn giả thuyết rằng sự biến thiên của quỹ đạo là do hoạt động từ tính. Lời giải thích hợp lý nhất là sự hiện diện của một hành tinh khổng lồ quay quanh nhị phân, với khối lượng gấp khoảng 13 lần Sao Mộc”, Almeida nói.
Làm thế nào hành tinh quay quanh nhị phân được hình thành là không rõ. Một giả thuyết cho rằng nó đã phát triển cùng lúc với hai ngôi sao hàng tỷ năm trước. Nếu vậy, nó là một hành tinh thế hệ đầu tiên. Một giả thuyết khác là nó hình thành từ khí được đẩy ra trong cái chết của sao lùn trắng, biến nó thành hành tinh thế hệ thứ hai.
Xác nhận trạng thái của nó là hành tinh thế hệ thứ nhất hoặc thế hệ thứ hai và phát hiện trực tiếp khi nó quay quanh nhị phân có thể thu được bằng cách sử dụng kính viễn vọng mặt đất thế hệ mới với gương chính dài hơn 20 mét, bao gồm Kính viễn vọng Giant Magellan (GMT) được lắp đặt tại sa mạc Atacama của Chile. GMT dự kiến sẽ thấy ánh sáng đầu tiên vào năm 2024.
FAPESP sẽ đầu tư 40 triệu đô la Mỹ vào GMT, hoặc khoảng 4% tổng chi phí ước tính của kính viễn vọng. Khoản đầu tư này sẽ đảm bảo 4% thời gian hoạt động của kính viễn vọng cho các nghiên cứu của các nhà nghiên cứu từ bang São Paulo.
“Chúng tôi đang nghiên cứu 20 hệ thống trong đó các cơ quan bên ngoài có thể hiển thị các hiệu ứng hấp dẫn, như KIC 10544976, và hầu hết chỉ có thể quan sát được từ bán cầu nam. GMT sẽ cho phép chúng tôi phát hiện trực tiếp các vật thể này và có được câu trả lời quan trọng về sự hình thành và tiến hóa về những môi trường kỳ lạ này, cũng như khả năng có sự sống ở đó “, Almeida nói.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :