Gần đây là một thời gian thú vị cho lĩnh vực nghiên cứu ngoại hành tinh! Mùa hè năm ngoái, các nhà nghiên cứu từ Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO) đã công bố phát hiện một hành tinh giống Trái đất (Proxima b) nằm trong hệ sao gần nhất với chúng ta. Và chỉ sáu tháng trước, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã công bố phát hiện 7 hành tinh đá quay quanh ngôi sao gần đó TRAPPIST-1.
Nhưng trong những gì có thể là khám phá đáng khích lệ nhất đối với những người hy vọng tìm thấy một hành tinh có thể ở được ngoài Trái đất, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế vừa công bố phát hiện ra bốn ứng cử viên ngoại hành tinh trong hệ thống tau Ceti. Ngoài việc ở gần Hệ Mặt trời - chỉ cách 12 năm ánh sáng - phát hiện này cũng rất đáng khích lệ vì các ứng cử viên trên hành tinh quay quanh một ngôi sao rất giống với chúng ta!
Nghiên cứu mô tả chi tiết những phát hiện này - sự khác biệt về Màu sắc tạo nên sự khác biệt: bốn ứng cử viên hành tinh xung quanh tau Cetiiên - gần đây đã xuất hiện trực tuyến và đã được chấp nhận để công bố trên Tạp chí vật lý thiên văn. Được dẫn dắt bởi các nhà nghiên cứu từ Trung tâm nghiên cứu vật lý thiên văn (CAR) tại Đại học Hertfordshire, nhóm nghiên cứu đã phân tích tau Ceti bằng cách sử dụng mô hình loại bỏ tiếng ồn để xác định sự hiện diện của bốn hành tinh giống Trái đất.
Khám phá này được thực hiện nhờ những cải tiến liên tục về thiết bị, quan sát và chia sẻ dữ liệu, cho phép khảo sát độ nhạy ngày càng tăng. Như Steven Vogt, giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn tại UC Santa Cruz và là đồng tác giả của bài báo, cho biết trong một thông cáo báo chí của UCSC:
Bây giờ chúng ta cuối cùng đã vượt qua một ngưỡng, thông qua mô hình rất phức tạp của các tập dữ liệu kết hợp lớn từ nhiều nhà quan sát độc lập, chúng ta có thể giải quyết nhiễu do hoạt động bề mặt từ các tín hiệu rất nhỏ được tạo ra bởi các lực hấp dẫn từ các hành tinh quay quanh Trái đất .
Đây là lần mới nhất trong một cuộc khảo sát dài về tau Ceti, được các nhà thiên văn học quan tâm trong nhiều thập kỷ. Đến năm 1988, một số phép đo vận tốc hướng tâm đã được tiến hành trong hệ sao đã loại trừ khả năng các hành tinh lớn ở khoảng cách giống như Sao Mộc. Vào năm 2012, các nhà thiên văn học từ UC Santa Barabara đã trình bày một nghiên cứu chỉ ra rằng tau Ceti có thể được quay quanh bởi năm ngoại hành tinh, hai trong số đó nằm trong vùng có thể ở được.
Nhóm đằng sau nghiên cứu đó bao gồm một số thành viên đã tạo ra nghiên cứu mới nhất này. Vào thời điểm đó, tác giả chính Mikko Tuomi (Đại học Hertfordshire, đồng tác giả của cuốn gần đây nhất) đang dẫn đầu một nỗ lực để phát triển các kỹ thuật phân tích dữ liệu tốt hơn và sử dụng ngôi sao này làm trường hợp chuẩn. Như Tuomi đã giải thích, những nỗ lực này cho phép họ loại trừ hai trong số các tín hiệu trước đây được xác định là các hành tinh:
Chúng tôi đã đưa ra một cách khéo léo để nói sự khác biệt giữa các tín hiệu gây ra bởi các hành tinh và những tín hiệu gây ra bởi hoạt động của ngôi sao. Chúng tôi nhận ra rằng chúng tôi có thể thấy hoạt động của Star star khác nhau ở các bước sóng khác nhau và sử dụng thông tin đó để tách hoạt động này khỏi tín hiệu của các hành tinh.
Vì lợi ích của nghiên cứu mới nhất này - được dẫn dắt bởi Fabo Feng, một thành viên của CAR - nhóm nghiên cứu đã dựa vào dữ liệu được cung cấp bởi máy quang phổ tìm kiếm hành tinh tốc độ chính xác cao (HARPS) tại Đài quan sát La Silla của ESO ở Chile và Thiết bị đo quang phổ Echelle độ phân giải cao (HIRES) tại Đài thiên văn WM Keck ở Mauna Kea, Hawaii.
Từ đó, họ đã có thể tạo ra một mô hình loại bỏ nhiễu phụ thuộc bước sóng của ra khỏi các phép đo vận tốc hướng tâm. Sau khi áp dụng mô hình này cho các cuộc khảo sát được thực hiện bởi tau Ceti, họ đã có thể có được các phép đo đủ nhạy để phát hiện các biến thể trong chuyển động của ngôi sao nhỏ chỉ 30 cm mỗi giây. Cuối cùng, họ kết luận rằng tau Ceti có một hệ thống không quá bốn ngoại hành tinh.
Như Tuomi đã chỉ ra, sau nhiều cuộc khảo sát và cố gắng loại bỏ tiếng ồn bên ngoài, cuối cùng các nhà thiên văn học có thể có một bức tranh rõ ràng về việc có bao nhiêu hành tinh tau Ceti có, và thuộc loại nào. Ông [N] o dù chúng ta nhìn ngôi sao như thế nào, dường như có ít nhất bốn hành tinh đá quay quanh nó, ông nói. Chúng tôi đang dần học cách nói lên sự khác biệt giữa sự chao đảo do các hành tinh gây ra và những thứ gây ra bởi bề mặt hoạt động của sao. Điều này cho phép chúng tôi xác minh cơ bản sự tồn tại của hai hành tinh bên ngoài, có khả năng ở được trong hệ thống.
Họ ước tính thêm từ các phép đo tinh tế của mình rằng các hành tinh này có khối lượng từ bốn khối lượng Trái đất (hay còn gọi là siêu Trái đất Hồi giáo) đến thấp nhất là 1,7 khối lượng Trái đất, khiến chúng nằm trong số các hành tinh nhỏ nhất từng được phát hiện xung quanh một ngôi sao giống như mặt trời gần đó . Nhưng thú vị nhất trong tất cả là thực tế là hai trong số các hành tinh này (tau Ceti e và f) nằm trong khu vực có thể ở sao Star.
Lý do cho điều này là bởi vì tau Ceti là một ngôi sao loại G (sao lùn vàng), khiến nó giống với Mặt trời của chúng ta - to gấp 0,78 lần và sáng gấp rưỡi. Ngược lại, nhiều ngoại hành tinh được phát hiện gần đây - như Proxima b và bảy hành tinh của TRAPPIST-1 - tất cả các ngôi sao loại M (quỹ đạo lùn đỏ). So với Mặt trời của chúng ta, những ngôi sao này rất đa dạng và không ổn định, làm tăng cơ hội thoát khỏi bầu khí quyển của các hành tinh tương ứng.
Ngoài ra, do các sao lùn đỏ mờ hơn nhiều so với Mặt trời của chúng ta, một hành tinh đá sẽ phải quay rất gần với chúng để có thể ở trong vùng có thể ở được. Ở khoảng cách này, hành tinh có thể sẽ bị khóa chặt, có nghĩa là một bên sẽ liên tục hướng về phía mặt trời. Điều này cũng làm cho tỷ lệ sống xuất hiện trên bất kỳ hành tinh nào như vậy khá mỏng.
Bởi vì điều này, các nhà thiên văn học đã mong muốn tìm thấy nhiều ngoại hành tinh xung quanh các ngôi sao có kích thước, khối lượng và độ sáng gần hơn với chính chúng ta. Nhưng trước khi bất kỳ ai quá phấn khích, điều quan trọng cần lưu ý là những thế giới này là Siêu Trái đất - với khối lượng gấp bốn lần Trái đất. Điều này có nghĩa là (tùy thuộc vào mật độ của chúng), bất kỳ sự sống nào có thể xuất hiện trên các hành tinh này sẽ phải chịu lực hấp dẫn tăng lên đáng kể.
Ngoài ra, một đĩa vụn lớn bao quanh ngôi sao, điều đó có nghĩa là những hành tinh ngoài cùng này có thể bị bắn phá dữ dội bởi các tiểu hành tinh và sao chổi. Điều này không chính xác là điềm lành cho cuộc sống tiềm năng trên các hành tinh này! Tuy nhiên, nghiên cứu này rất đáng khích lệ, và vì một số lý do. Ngoài việc tìm ra bằng chứng mạnh mẽ về các ngoại hành tinh xung quanh một ngôi sao giống như Mặt trời, các phép đo dẫn đến sự phát hiện của chúng là nhạy cảm nhất cho đến nay.
Với tốc độ mà các phương pháp của họ đang được cải thiện, các nhà nghiên cứu sẽ đạt đến giới hạn 10 cm mỗi giây trong thời gian ngắn. Đây là mức độ nhạy cảm cần thiết để phát hiện các chất tương tự Trái đất - aka. chiếc nhẫn bằng đồng cho thợ săn ngoại hành tinh. Như Feng đã chỉ ra:
Phát hiện của chúng tôi về sự chao đảo yếu như vậy là một cột mốc quan trọng trong việc tìm kiếm các chất tương tự Trái đất và sự hiểu biết về khả năng sinh sống của Trái đất thông qua việc so sánh với các chất tương tự này. Chúng tôi đã giới thiệu các phương pháp mới để loại bỏ nhiễu trong dữ liệu nhằm tiết lộ các tín hiệu hành tinh yếu.
Nghĩ về nó! Không có thời gian, những người săn tìm hành tinh ngoài hành tinh có thể tìm thấy rất nhiều hành tinh không chỉ có kích thước và khối lượng rất gần Trái đất, mà còn quay quanh các khu vực có thể ở được của các ngôi sao. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học chắc chắn sẽ phân phối với các thuật ngữ mơ hồ có khả năng như Hồi giáo có thể ở được và có khả năng sống giống như Hồi và bắt đầu sử dụng các thuật ngữ như Hồi giáo tương tự Trái đất. Không còn mơ hồ, chỉ là niềm tin chắc chắn rằng Trái đất không phải là duy nhất!
Với ước tính khoảng 100 tỷ hành tinh trong thiên hà của chúng ta, chúng ta chắc chắn sẽ tìm thấy một số Trái đất ở đây. Người ta chỉ có thể hy vọng họ đã tạo ra cuộc sống phức tạp như của chúng ta, và rằng họ đang có tâm trạng để trò chuyện!
