Trong 21 năm qua, Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã thu thập được rất nhiều dữ liệu, với trung tâm lưu trữ Hubble chứa khoảng 18 đĩa DVD cho mỗi tuần trong vòng đời của kính viễn vọng. Giờ đây, với các kỹ thuật khai thác dữ liệu được cải tiến, một phân tích lại mạnh mẽ các hình ảnh HST từ năm 1998 đã tiết lộ một số kho báu ẩn giấu: các hành tinh ngoài hệ mặt trời chưa được phát hiện trước đây.
Các nhà khoa học cho biết khám phá này giúp chứng minh một phương pháp mới để săn tìm hành tinh bằng cách sử dụng dữ liệu Hubble được lưu trữ. Ngoài ra, khám phá các ngoại hành tinh bổ sung trong dữ liệu Hubble giúp họ so sánh dữ liệu chuyển động quỹ đạo trước đó với các quan sát gần đây hơn.
Làm thế nào các nhà thiên văn học phát hiện các ngoại hành tinh chưa từng thấy trước đây và các phương pháp được sử dụng có thể được áp dụng cho các bộ dữ liệu HST khác không?
Đây không phải là lần đầu tiên các ngoại hành tinh ẩn được tiết lộ trong dữ liệu HST - Năm 2009 David Lafreniere của Đại học Montreal đã phục hồi dữ liệu ngoại hành tinh ẩn trong các hình ảnh Hubble của HR 8799. Hình ảnh HST mà Lafreniere nghiên cứu được chụp vào năm 1998 với Camera hồng ngoại gần và Máy quang phổ đa đối tượng (NICMOS). Hành tinh ngoài cùng quay quanh HR 8799 đã được xác định và chứng minh sức mạnh của một kỹ thuật xử lý dữ liệu mới có thể trêu chọc các hành tinh mờ nhạt từ sự phát sáng của ngôi sao trung tâm của chúng.
Bốn hành tinh khổng lồ hiện được biết đến trên quỹ đạo HR 8799, ba hành tinh đầu tiên được phát hiện vào năm 2007/2008 trong các hình ảnh cận hồng ngoại được chụp bằng các thiết bị tại W.M. Đài thiên văn Keck và kính viễn vọng Gemini North của Christian Marois thuộc Hội đồng nghiên cứu quốc gia ở Canada. Năm 2010, Marois và nhóm của ông đã phát hiện ra một hành tinh thứ tư trong cùng. Điều làm cho hệ thống HR 8799 trở nên độc đáo là nó là hệ thống sao đa hành tinh duy nhất được chụp trực tiếp.
Phân tích mới của Remi Soummer thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian đã tìm thấy cả ba hành tinh bên ngoài. Thật không may, hành tinh thứ tư trong cùng gần với HR 8799 và không thể bị ảnh hưởng do che khuất bởi các vành của NICMOS chặn ánh sáng của ngôi sao trung tâm.
Khi các nhà thiên văn học nghiên cứu các ngoại hành tinh bằng cách chụp ảnh trực tiếp chúng, họ nghiên cứu các hình ảnh cách nhau vài năm - không giống như các phương pháp được sử dụng để tìm Sao Diêm Vương và các hành tinh lùn khác trong hệ mặt trời của chúng ta như Eris. Hiểu về quỹ đạo trong một hệ thống đa hành tinh là rất quan trọng vì các hành tinh lớn có thể ảnh hưởng đến quỹ đạo của các hành tinh lân cận của chúng trong hệ thống. Soummer cho biết, từ hình ảnh của Hubble, chúng ta có thể xác định hình dạng quỹ đạo của chúng, mang lại cái nhìn sâu sắc về sự ổn định của hệ thống, khối lượng hành tinh và độ lệch tâm, và cả độ nghiêng của hệ thống.
Làm cho việc nghiên cứu trở nên khó khăn là quỹ đạo cực kỳ dài của ba hành tinh bên ngoài, tương ứng khoảng 100, 200 và 400 năm. Các chu kỳ quỹ đạo dài đòi hỏi thời gian đáng kể để tạo ra chuyển động đủ cho các nhà thiên văn học nghiên cứu. Tuy nhiên, trong trường hợp này, khoảng thời gian được thêm vào từ dữ liệu Hubble giúp đáng kể. Hiện tại, kho lưu trữ đã cho chúng ta 10 năm khoa học, ngay lập tức, Sou Soummer nói. Nếu không có dữ liệu này, chúng ta sẽ phải đợi một thập kỷ nữa. Nó có 10 năm khoa học miễn phí.
Với chu kỳ quỹ đạo 400 năm, trong mười năm qua, hành tinh ngoài cùng hầu như không thay đổi vị trí. Tuy nhiên, nếu chúng ta đi đến hành tinh bên trong tiếp theo, chúng ta sẽ thấy một chút quỹ đạo, và hành tinh bên trong thứ ba chúng ta thực sự thấy rất nhiều chuyển động, Mitch Soummer nói thêm.
Khi dữ liệu HST ban đầu được phân tích, các phương pháp được sử dụng để phát hiện các ngoại hành tinh như các quỹ đạo HR 8799 không có sẵn. Kỹ thuật để trừ ánh sáng từ một ngôi sao chủ vẫn để lại ánh sáng còn sót lại đã nhấn chìm các ngoại hành tinh mờ. Soummer và nhóm của ông đã cải thiện các phương pháp trước đó và sử dụng hơn bốn trăm hình ảnh từ hơn 10 năm quan sát của NICMOS.
Những cải tiến về kỹ thuật trước đó bao gồm tăng độ tương phản và giảm thiểu ánh sáng sao còn lại. Soummer và nhóm của ông cũng đã loại bỏ thành công các xung nhiễu xạ, một hiện tượng mà các hệ thống hình ảnh kính viễn vọng nghiệp dư và chuyên nghiệp phải chịu. Với các kỹ thuật được cải tiến, Soummer và nhóm của anh ta đã có thể nhìn thấy hai trong số các hành tinh mờ bên trong HR 8799, có độ sáng khoảng 1 / 100.000 của ngôi sao chủ trong màu đỏ hồng.
Soummer đã lên kế hoạch phân tích tiếp theo 400 ngôi sao nữa trong kho lưu trữ NICMOS với cùng một kỹ thuật, thể hiện sức mạnh của kho lưu trữ dữ liệu Kính viễn vọng Không gian Hubble. Có bao nhiêu ngoại hành tinh khác được phát hiện là bất cứ ai đoán được.
Việc tìm thấy các ngoại hành tinh mới này chứng tỏ rằng ngay cả sau khi HST không còn hoạt động, dữ liệu của Hubble sẽ tồn tại và các nhà khoa học sẽ dựa vào những tiết lộ của Hubble, trong nhiều năm khi họ tiếp tục tìm hiểu vũ trụ.
Nguồn: Cập nhật sứ mệnh của Kính viễn vọng Không gian Hubble
