VnReview
Hà Nội

Phát hiện hành tinh 'hàng xóm' bằng đá gần Trái Đất nhất

So với người "anh em" Trái Đất 2.0 ở cách chúng ta tới 1.400 năm ánh sáng, HD 219134b thực sự là một "hàng xóm ngay cạnh nhà" khi ánh sáng chỉ mất 21 để truyền tới đó và ngược lại. Theo các tính toán, đây là một hành tinh tồn tại ở thể rắn và có cấu tạo bằng đá.

Concept bề mặt của HD 219134b (click vào để xem ảnh lớn)

Sử dụng kính viễn vọng không gian Spitzer, các nhà thiên văn của NASA đã xác nhận việc tìm ra được hành tinh đá gần với chúng ta nhất bên ngoài hệ Mặt Trời. Hành tinh này được đặt tên HD 219134b khi nó quay quanh ngôi sao mẹ HD 219134, cách chúng ta 21 năm ánh sáng. Khoảng cách này "gần" tới mức chúng ta có thể nhìn thấy được cả ngôi sao mẹ bằng mắt thường khi hướng về cực bắc, chỗ tối gần chòm sao Thiên Hậu (Cassiopeia).

HD 219134b thực tế không phải là hành tinh gần với chúng ta nhất. GJ674b, lấy ví dụ, ở gần hệ Mặt Trời hơn khi chỉ cách 14,8 năm ánh sáng. Tuy nhiên GJ674b không có các thuộc tính như HD 219134b và cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa rõ cấu tạo vật chất của GJ674b chủ yếu ở dạng đá hay lỏng hay khí. Tuy ở xa hơn, nhưng HD 219134b dễ quan sát hơn vì nó quay rất nhanh quanh ngôi sao mẹ - quỹ đạo của HD 219134b chỉ có 3 ngày!

So với các ngôi sao, việc phát hiện ra các hành tinh (nhất là hành tinh ngoài hệ Mặt Trời - exoplanet) khó khăn hơn rất nhiều vì chúng không phát sáng. Các nhà thiên văn thường phát hiện gián tiếp ra chúng bằng cách quan sát sự thay đổi độ sáng của ngôi sao mẹ. Khi hành tinh con "chạy ngang" đường thẳng giữa Trái Đất và sao mẹ, nó sẽ làm giảm độ sáng của ngôi sao. Tập trung quan sát ngôi sao vào giai đoạn này, các nhà thiên văn sẽ có thể kết luận hiện tượng đó có phải do một hành tinh gây ra hay không.

Concept chuyển động của HD 219134b làm giảm độ sáng sao mẹ;(click vào để xem ảnh lớn)

Tuy vậy ở trường hợp của HD 219134b, nó được phát hiện ra bằng một phương pháp khác. HD 219134b được phát hiện ra lần đầu bởi kính thiên văn quốc gia Galileo của Ý đặt trên đảo Canary. Phương pháp mà các nhà thiên văn Ý đã sử dụng chính là kỹ thuật vận tốc quay. Theo đó dựa trên định luật vạn vật hấp dẫn, khi một hành tinh quay quanh ngôi sao mẹ, khối lượng và vận tốc góc của nó sẽ tác động ngược lại lên sao mẹ. Các thiết bị trên kính thiên văn Galileo ghi nhận các dao động này của sao mẹ HD 219134 và nhận ra rằng nó được gây ra bởi một hành tinh.

Tại thời điểm lần đầu được phát hiện, các nhà thiên văn tính toán nó có khối lượng gấp 4,5 lần Trái Đất và xoay quanh HD 219134 trong 3 ngày. Thế nhưng với cự ly quá gần sao mẹ đến thế, HD 219134b hoàn toàn không phù hợp để tồn tại sự sống.

Nhưng HD 219134b vẫn là một tâm điểm quan sát và nghiên cứu của các nhà khoa học. "Giá trị" của HD 219134b không nằm ở khả năng tồn tại sự sống, mà ở việc "dễ quan sát" nó. Lars A. Buchhave, đồng tác giả nghiên cứu về HD 219134b thuộc Phòng Vật lý Thiên văn ở Trung tâm Harvard-Smithsonian tại Cambridge, Massachusetts (Mỹ), cho biết: "Phần lớn những hành tinh ngoài hệ Mặt Trời mà chúng ta đã biết đều ở cách xa hàng trăm hoặc hàng ngàn năm ánh sáng. Còn hành tinh này thực tế giống như một người hàng xóm nhà cạnh bên". Michael Werner, nhà khoa học thuộc sứ mệnh Spitzer tại NASA, nhận xét: "Hành tinh ngoài hệ Mặt Trời này sẽ là một trong những đối tượng được nghiên cứu nhiều nhất trong hàng thập kỷ tới".

Vị trí của hệ sao HD 219134 cạnh chòm Thiên Hậu (click vào để xem ảnh lớn)

Nhờ cự ly rất gần, các nhà khoa học có thể quan sát gần như trực tiếp các hoạt động đang diễn ra trên HD 219134b với "độ trễ" chỉ 21 năm ánh sáng. Tức những gì chúng ta thấy được ở HD 219134b tương ứng với năm 1989 ở Trái Đất. Trong khi đó với "Trái Đất 2.0" Kepler-452b, lấy ví dụ, những gì các nhà khoa học thấy được đã xảy ra cùng lúc với triều Tiền Lý. Nếu có hoạt động địa chất nào trên Kepler-452b, thì nó cũng đã xảy ra hơn 14 thế kỷ trước. Thậm chí vị trí quỹ đạo của Kepler-452b mà chúng ta thấy trong hôm nay cũng là của hơn 14 thế kỷ trước.

Thêm vào đó, nhờ quỹ đạo chỉ kéo dài 3 ngày, các nhà khoa học dễ "lên lịch" quan sát HD 219134b hơn bao giờ hết. HD 219134b không chỉ "gần" với hệ Mặt Trời mà còn rất gần ngôi sao mẹ HD 219134. Nhờ đó, nó dễ nhận được nhiều ánh sáng hơn và phản xạ tốt hơn các hành tinh khác. Những hành tinh khác thường ở khá xa ngôi sao mẹ nên phần lớn thời gian chúng "chìm trong bóng tối", khiến cho việc quan sát rất khó khăn.

Trở lại với NASA, nhờ sử dụng kính Spitzer, các nhà thiên văn đã có thể xác nhận được kích thước thật của HD 219134b. Nó lớn gấp 1,6 lần Trái Đất. Kết hợp với con số khối lượng có được từ phép đo vận tốc quay, các nhà khoa học ước tính hành tinh này có khối lượng riêng 6 gram/cm3, tức "đạt chuẩn" của một hành tinh bằng đá. Và với cự ly rất gần ngôi sao mẹ, HD 219134b được "đoán" sẽ có một bề mặt dung nham nóng chảy với nhiều hoạt động địa chất, thậm chí có thể có núi lửa.

Clip hướng dẫn tìm kiếm hệ sao HD 219134

Với kích thước gấp 1,6 lần Trái Đất, HD 219134b được xếp vào nhóm "siêu Trái Đất" (super Earth). Michael Gillon, một đồng tác giả khác thuộc ĐH Liege (Bỉ), dẫn đầu nhóm các nhà khoa học trong nhóm Spitzer, phát biểu: "Nhờ sứ mệnh Kepler của NASA, chúng ta biết các siêu Trái Đất có mặt khắp nơi trong thiên hà của chúng ta. Vấn đề là chúng ta biết rất ít về chúng. Nhưng giờ đây chúng ta đã có được một "vật thí nghiệm" ngay kề bên để nghiên cứu chi tiết hơn. Hành tinh này có thể xem như một phiến đá Rosetta trong lĩnh vực nghiên cứu siêu Trái Đất".

Thông tin đáng chú ý khác là nhờ phương pháp vận tốc quay, các nhà khoa học còn phát hiện ra 3 hành tinh khác trong hệ sao HD 219134. 2 trong số đó khá nhỏ và ở không xa ngôi sao mẹ. Hệ sao HD 219134 tương đối khác xa hệ Mặt Trời về sự "chật chội" khoảng cách giữa các hành tinh với sao mẹ. Song điều đáng chú ý là những hệ sao như vậy lại được phát hiện ra khá nhiều trong Dải Ngân Hà.

Các nhà thiên văn hy vọng khi kính viễn vọng James Webb cao cấp hơn được phóng lên vào 2018, chúng ta sẽ biết được thêm nhiều điều không chỉ về "người hàng xóm" cạnh nhà này mà còn cả "chị em" của nó. Và biết đâu, tìm ra được cả Mặt Trăng của chúng (nếu có).

Huyền Thế

Theo NASA

Chủ đề khác