Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Không hoàn toàn là các hành tinh và không hoàn toàn là các ngôi sao, các sao lùn nâu là những kẻ ở giữa vũ trụ. Tìm hiểu về bầu khí quyển của chúng có thể giúp chúng ta hiểu các hành tinh khổng lồ xung quanh các ngôi sao khác.
Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã trực tiếp đo tốc độ gió trên một sao lùn nâu, một vật thể lớn hơn Sao Mộc (hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta) nhưng không đủ lớn để trở thành một ngôi sao. Để đạt được kết quả, họ đã sử dụng một phương pháp mới cũng có thể được áp dụng để tìm hiểu về bầu khí quyển của các hành tinh thống trị khí bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Được mô tả trong một bài báo trên tạp chí Science, công trình kết hợp các quan sát của một nhóm kính viễn vọng vô tuyến với dữ liệu từ đài quan sát hồng ngoại đã nghỉ hưu gần đây của NASA, Kính viễn vọng Không gian Spitzer, do Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của cơ quan quản lý ở Nam California quản lý.
Tên chính thức là 2MASS J10475385 + 2124234, mục tiêu của nghiên cứu mới là một sao lùn nâu nằm cách Trái đất 32 năm ánh sáng – nói theo một cách vũ trụ thì nó như một hòn đá bị ném đi. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện gió di chuyển quanh hành tinh với tốc độ 1.425 dặm / giờ (2.293 kph). Để so sánh, bầu khí quyển của sao Hải Vương có những cơn gió nhanh nhất trong hệ mặt trời, thổi qua với tốc độ hơn 1.200 dặm / giờ (khoảng 2.000 km / giờ).
Đo tốc độ gió trên Trái đất có nghĩa là theo dõi chuyển động của khí quyển khí của chúng ta so với bề mặt rắn của hành tinh. Nhưng các sao lùn nâu được cấu tạo gần như hoàn toàn bằng khí, vì vậy “gió” chỉ một thứ gì đó hơi khác. Các lớp trên của sao lùn nâu là nơi các phần của khí có thể di chuyển độc lập. Ở một độ sâu nhất định, áp lực trở nên mãnh liệt đến mức khí hoạt động giống như một quả bóng rắn và duy nhất được coi là bên trong của vật thể. Khi phần trong quay, nó kéo các lớp phía trên – bầu khí quyển -along để hai cái gần như đồng bộ.
Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu đã đo được sự khác biệt nhỏ về tốc độ của bầu khí quyển của sao lùn nâu so với bên trong nó. Với nhiệt độ khí quyển trên 1.100 độ F (600 độ C), ngôi sao lùn nâu đặc biệt này tỏa ra một lượng ánh sáng hồng ngoại đáng kể. Cùng với vị trí gần với Trái đất, đặc điểm này giúp Spitzer có thể phát hiện các đặc điểm trong bầu khí quyển của sao lùn nâu khi chúng quay vào và ra khỏi tầm nhìn. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các tính năng này để theo dõi tốc độ quay của khí quyển.
Để xác định tốc độ của phần trong, họ tập trung vào từ trường của sao lùn nâu. Một khám phá tương đối gần đây cho thấy phần trong của các sao lùn nâu tạo ra từ trường mạnh. Khi sao lùn nâu quay, từ trường tăng tốc các hạt tích điện tạo ra sóng vô tuyến mà các nhà nghiên cứu đã phát hiện bằng kính viễn vọng vô tuyến trong Mảng rất lớn Karl G. Jansky ở New Mexico.
Hành tinh khí quyển
Nghiên cứu mới là nghiên cứu đầu tiên chứng minh phương pháp so sánh này để đo tốc độ gió trên một sao lùn nâu. Để đánh giá độ chính xác của nó, nhóm đã thử nghiệm kỹ thuật sử dụng các quan sát hồng ngoại và vô tuyến của Sao Mộc cũng bao gồm chủ yếu là khí và có cấu trúc vật lý tương tự như một sao lùn nhỏ màu nâu. Nhóm nghiên cứu đã so sánh tốc độ quay của bầu khí quyển và phần trong của sao Mộc bằng cách sử dụng dữ liệu tương tự với những gì họ có thể thu thập được cho sao lùn nâu xa hơn nhiều. Sau đó, họ đã xác nhận tính toán của họ về tốc độ gió của sao Mộc bằng cách sử dụng dữ liệu chi tiết hơn được thu thập bởi các tàu thăm dò đã nghiên cứu sao Mộc, do đó chứng minh rằng phương pháp của họ đối với sao lùn nâu hoạt động.
Các nhà khoa học trước đây đã sử dụng Spitzer để suy ra sự hiện diện của gió trên các ngoại hành tinh và sao lùn nâu dựa trên sự thay đổi độ sáng của khí quyển trong ánh sáng hồng ngoại. Và dữ liệu từ Công cụ tìm kiếm hành tinh tốc độ chính xác cao (HARPS) – một thiết bị trên kính viễn vọng La Silla của Đài thiên văn Nam châu Âu ở Chile – đã được sử dụng để đo trực tiếp tốc độ gió trên một hành tinh xa xôi.
Nhưng bài báo mới đại diện cho lần đầu tiên các nhà khoa học so sánh trực tiếp tốc độ khí quyển với tốc độ bên trong của sao lùn nâu. Theo các tác giả, các phương pháp được sử dụng có thể được áp dụng cho các sao lùn nâu khác hoặc các hành tinh lớn nếu điều kiện phù hợp.
Tác giả chính KTHERn Allers, phó giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Bucknell ở Lewisburg, Pennsylvania chia sẻ: “Chúng tôi nghĩ rằng kỹ thuật này có thể thực sự có giá trị để cung cấp cái nhìn sâu sắc về động lực học của khí quyển ngoại hành tinh. Điều thực sự thú vị là có thể tìm hiểu về cách hóa học, động lực học khí quyển và môi trường xung quanh một vật thể được kết nối với nhau và triển vọng có được cái nhìn thực sự toàn diện về các thế giới này.”
Kính thiên văn vũ trụ Spitzer đã được phân rã vào ngày 30 tháng 1 năm 2020, sau hơn 16 năm trong vũ trụ. JPL quản lý các hoạt động sứ mệnh của Spitzer cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của NASA tại Washington. Dữ liệu khoa học của Spitzer tiếp tục được cộng đồng khoa học phân tích thông qua kho lưu trữ dữ liệu Spitzer đặt tại Lưu trữ Khoa học Hồng ngoại, IPAC ở Caltech. Hoạt động khoa học được thực hiện tại Trung tâm Khoa học Spitzer, IPAC tại Caltech ở Pasadena. Các hoạt động của tàu vũ trụ được đặt tại Lockheed Martin Space ở Littleton, Colorado. Caltech quản lý JPL cho NASA.
Để biết thêm thông tin về Spitzer, hãy truy cập:
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm sức đẩy của NASA / Jet . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :