Tín dụng hình ảnh: NASA
Một nhóm các nhà thiên văn học đã cân một nhóm các hành tinh quay quanh một pulsar bằng cách đo chính xác quỹ đạo của chúng. Điều không bình thường là khoảng cách giữa các hành tinh gần như khớp chính xác với khoảng cách của Sao Thủy, Sao Kim và Trái Đất - làm cho hệ thống kỳ quái này giống với Hệ Mặt Trời nhất của chúng ta cho đến nay. Pulsar, 1257 + 12, được phát hiện cách đây 13 năm bằng kính viễn vọng vô tuyến Arecibo.
Lần đầu tiên, các hành tinh quay quanh một pulsar đã được cân bằng cách đo các biến thể chính xác trong thời gian chúng cần để hoàn thành một quỹ đạo, theo một nhóm các nhà thiên văn học từ Viện Công nghệ California và Đại học Bang Pennsylvania.
Báo cáo tại cuộc họp mùa hè của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Caltech Maciej Konacki và giáo sư thiên văn học bang Pennsylvania Alex Wolszczan tuyên bố hôm nay rằng hàng loạt hai trong số ba hành tinh được biết quay quanh một vòng quay nhanh chóng cách 1.500 năm ánh sáng trong chòm sao Virgo. đo lường thành công. Các hành tinh có khối lượng gấp 4,3 và 3,0 lần Trái đất, với sai số 5%.
Hai hành tinh đo được gần như trong cùng một mặt phẳng quỹ đạo. Nếu hành tinh thứ ba là đồng phẳng với hai hành tinh kia, thì nó gấp khoảng hai lần khối lượng của mặt trăng. Các nhà nghiên cứu cho biết những kết quả này cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng các hành tinh phải phát triển từ một đĩa vật chất xung quanh pulsar, theo cách tương tự như được hình dung cho các hành tinh xung quanh các ngôi sao giống như mặt trời, các nhà nghiên cứu cho biết.
Ba hành tinh xung, với quỹ đạo của chúng cách nhau một tỷ lệ gần như chính xác với các khoảng cách giữa Sao Thủy, Sao Kim và Trái Đất, bao gồm một hệ hành tinh có hình dáng tương tự đáng kinh ngạc với hệ mặt trời bên trong. Chúng rõ ràng là tiền thân của bất kỳ hành tinh nào giống Trái đất có thể được phát hiện xung quanh các ngôi sao giống như mặt trời gần đó bằng các giao thoa không gian trong tương lai như Sứ mệnh giao thoa không gian hoặc Công cụ tìm kiếm hành tinh trên mặt đất.
Đáng ngạc nhiên, hệ thống hành tinh xung quanh pulsar 1257 + 12 giống với hệ mặt trời của chúng ta hơn bất kỳ hệ hành tinh ngoài hệ mặt trời nào được phát hiện xung quanh một ngôi sao giống như mặt trời, theo ông Konacki nói. Đây là gợi ý rằng sự hình thành hành tinh là phổ quát hơn dự đoán.
Các hành tinh đầu tiên quay quanh một ngôi sao không phải mặt trời đã được phát hiện bởi Wolszczan và Frail xung quanh một ngôi sao neutron cũ, quay nhanh, PSR B1257 + 12, trong một cuộc tìm kiếm lớn về các xung được thực hiện vào năm 1990 với kính viễn vọng vô tuyến Arecibo khổng lồ dài 305 mét. Các sao neutron thường có thể quan sát được dưới dạng các xung vô tuyến, bởi vì chúng tiết lộ bản thân là các nguồn phát xung theo chu kỳ, giống như các xung phát xạ vô tuyến. Chúng là những thức ăn thừa cực kỳ nhỏ gọn và dày đặc từ vụ nổ siêu tân tinh đánh dấu cái chết của những ngôi sao to lớn, bình thường.
Độ chính xác tinh tế của các xung milli giây cung cấp một cơ hội duy nhất để tìm kiếm các hành tinh và thậm chí các tiểu hành tinh lớn quay quanh các pulsar. Cách tiếp cận thời gian xung pulsar này tương tự như hiệu ứng Doppler nổi tiếng được các nhà thiên văn quang học sử dụng thành công để xác định các hành tinh xung quanh các ngôi sao gần đó. Về cơ bản, vật thể quay quanh gây ra chuyển động phản xạ tới pulsar dẫn đến nhiễu loạn thời gian đến của các xung. Tuy nhiên, giống như phương pháp Doppler, phương pháp định thời xung rất nhạy cảm với các chuyển động của sao dọc theo đường ngắm, thời gian của xung chỉ có thể phát hiện các biến đổi thời gian đến của xung do một xung lắc dọc theo cùng một đường. Hậu quả của giới hạn này là người ta chỉ có thể đo được một hình chiếu của chuyển động hành tinh lên đường ngắm và không thể xác định kích thước thật của quỹ đạo.
Ngay sau khi phát hiện ra các hành tinh xung quanh PSR 1257 + 12, các nhà thiên văn học nhận ra rằng hai người nặng hơn phải tương tác hấp dẫn theo cách có thể đo lường được, bởi vì tỷ lệ tương đương 3: 2 trong khoảng thời gian quỹ đạo 66,5 và 98,2 ngày của họ. Do cường độ và mô hình chính xác của nhiễu loạn do điều kiện gần cộng hưởng này phụ thuộc vào sự định hướng lẫn nhau của các quỹ đạo hành tinh và trên khối lượng hành tinh, về nguyên tắc, người ta có thể trích xuất thông tin này từ các quan sát thời gian chính xác.
Wolszczan đã cho thấy tính khả thi của phương pháp này vào năm 1994 bằng cách chứng minh sự hiện diện của hiệu ứng nhiễu loạn dự đoán trong thời gian của hành tinh xung. Trên thực tế, đó là quan sát đầu tiên về một hiệu ứng như vậy ngoài hệ mặt trời, trong đó cộng hưởng giữa các hành tinh và vệ tinh hành tinh thường được quan sát. Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học cũng đã phát hiện các ví dụ về tương tác hấp dẫn giữa các hành tinh khổng lồ xung quanh các ngôi sao bình thường.
Konacki và Wolszczan đã áp dụng kỹ thuật tương tác cộng hưởng vào các quan sát thời gian chính xác đến từng giây của PSR B1257 + 12 được thực hiện từ năm 1990 đến 2003 với kính viễn vọng vô tuyến Arecibo khổng lồ. Trong một bài báo xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn, họ chứng minh rằng chữ ký nhiễu loạn hành tinh có thể phát hiện được trong dữ liệu thời gian đủ lớn để có được ước tính chính xác đáng kinh ngạc về khối lượng của hai hành tinh quay quanh pulsar.
Các phép đo do Konacki và Wolszczan thực hiện đã loại bỏ khả năng các hành tinh xung có khối lượng lớn hơn nhiều, đó sẽ là trường hợp nếu quỹ đạo của chúng được định hướng nhiều hơn trên mặt đối với bầu trời. Trên thực tế, những kết quả này đại diện cho sự xác định rõ ràng đầu tiên của các hành tinh có kích thước Trái đất được tạo ra từ một đĩa hình thành hành tinh ngoài hệ mặt trời.
Wolszczan cho biết, Phát hiện này và sự tương đồng đáng kinh ngạc về sự xuất hiện của hệ thống xung với hệ mặt trời bên trong cung cấp một hướng dẫn quan trọng để lập kế hoạch tìm kiếm các hành tinh giống Trái đất xung quanh các ngôi sao gần đó.
Nguồn gốc: Caltech News phát hành
