Tín dụng hình ảnh: ESO
Một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu [1] đang thông báo về việc phát hiện và nghiên cứu hai hành tinh ngoài mặt trời mới (ngoại hành tinh). Chúng thuộc về các đối tượng ứng cử viên quá cảnh OGLE và có thể được mô tả chi tiết. Điều này giúp tăng số lượng các ngoại hành tinh được phát hiện theo phương thức vận chuyển; ba đối tượng như vậy bây giờ được biết đến.
Các quan sát được thực hiện vào tháng 3 năm 2004 với máy quang phổ đa sợi FLAMES trên kính viễn vọng VLT Kueyen 8.2 m tại Đài quan sát Paranal ESO (Chile). Họ đã cho phép các nhà thiên văn học đo vận tốc hướng tâm chính xác cho bốn mươi mốt ngôi sao mà độ sáng tạm thời đã được phát hiện bởi cuộc khảo sát của OGLE. Hiệu ứng này có thể là chữ ký của quá cảnh phía trước ngôi sao của một hành tinh quay quanh, nhưng cũng có thể được gây ra bởi một người bạn đồng hành nhỏ.
Đối với hai trong số các ngôi sao (OGLE-TR-113 và OGLE-TR-132), sự thay đổi vận tốc đo được cho thấy sự hiện diện của các đồng hành khối lượng hành tinh trong các quỹ đạo cực kỳ ngắn.
Kết quả này xác nhận sự tồn tại của một loại hành tinh khổng lồ mới, được chỉ định là Jupwr rất nóng vì kích thước và nhiệt độ bề mặt rất cao. Chúng cực kỳ gần với các ngôi sao chủ của chúng, quay quanh chúng trong vòng chưa đầy 2 (Trái đất).
Phương thức vận chuyển để phát hiện các ngoại hành tinh sẽ được thể hiện trên phạm vi rộng rãi vào ngày 8 tháng 6 năm 2004, khi hành tinh sao Kim đi qua trước đĩa mặt trời, xem chương trình VT-2004.
Khám phá những thế giới khác
Trong thập kỷ qua, các nhà thiên văn học đã biết rằng Hệ Mặt trời của chúng ta không phải là duy nhất, vì hơn 120 hành tinh khổng lồ quay quanh các ngôi sao khác đã được phát hiện bởi các cuộc khảo sát về vận tốc xuyên tâm (xem ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 và ESO PR 03/03).
Tuy nhiên, kỹ thuật vận tốc xuyên tâm không phải là công cụ duy nhất để phát hiện các ngoại hành tinh. Khi một hành tinh tình cờ đi qua phía trước ngôi sao mẹ của nó (nhìn từ Trái đất), nó chặn một phần nhỏ ánh sáng của ngôi sao từ tầm nhìn của chúng ta. Hành tinh càng lớn, so với ngôi sao, lớn hơn là phần ánh sáng bị chặn.
Đó chính xác là hiệu ứng tương tự khi sao Kim đi qua đĩa Mặt trời vào ngày 8 tháng 6 năm 2004, xem ESO PR 03/04 và trang web của chương trình VT-2004. Trong các thế kỷ qua, các sự kiện như vậy đã được sử dụng để ước tính khoảng cách Mặt trời-Trái đất, với ý nghĩa cực kỳ hữu ích cho vật lý thiên văn và cơ học thiên thể.
Ngày nay, quá cảnh hành tinh đang đạt được tầm quan trọng mới. Một số khảo sát đang cố gắng tìm ra các chữ ký mờ nhạt của các thế giới khác, bằng phương pháp đo trắc quang sao, tìm kiếm sự mờ dần định kỳ của một ngôi sao khi một hành tinh đi qua trước đĩa của nó.
Một trong số đó, khảo sát OGLE, ban đầu được phát minh để phát hiện các sự kiện vi điều khiển bằng cách theo dõi độ sáng của một số lượng rất lớn các ngôi sao đều đặn. Trong bốn năm qua, nó cũng bao gồm một cuộc tìm kiếm nông cạn định kỳ về độ sáng của các ngôi sao, gây ra bởi sự di chuyển thường xuyên của các vật thể có quỹ đạo nhỏ (sao nhỏ, sao lùn nâu hoặc các hành tinh có kích thước sao Mộc). Kể từ đó, nhóm OGLE đã công bố 137 ứng cử viên quá cảnh hành tinh, từ cuộc khảo sát của họ về khoảng 155.000 ngôi sao ở hai vùng trời phía nam, một hướng về Trung tâm Thiên hà, bên kia là chòm sao Carina.
Giải quyết bản chất của quá cảnh OGLE
Các ứng cử viên quá cảnh OGLE được phát hiện bởi sự hiện diện của việc giảm định kỳ một vài phần trăm độ sáng của các ngôi sao quan sát được. Bán kính của một hành tinh có kích thước sao Mộc nhỏ hơn khoảng 10 lần so với sao của mặt trời [2], tức là nó chiếm khoảng 1/100 bề mặt của ngôi sao đó và do đó nó chặn khoảng 1% ánh sáng của sao quá cảnh.
Tuy nhiên, sự hiện diện của một sự kiện quá cảnh không tiết lộ bản chất của cơ thể quá cảnh. Điều này là do một ngôi sao có khối lượng thấp hoặc sao lùn nâu, cũng như độ sáng thay đổi của hệ nhị phân che khuất nền nhìn theo cùng một hướng, có thể dẫn đến các biến đổi độ sáng mô phỏng các sao được tạo ra bởi một hành tinh khổng lồ quay quanh.
Tuy nhiên, bản chất của vật thể chuyển tiếp có thể được thiết lập bằng các quan sát xuyên tâm của ngôi sao mẹ. Kích thước của các biến thể vận tốc (biên độ) có liên quan trực tiếp đến khối lượng của vật thể đồng hành và do đó cho phép phân biệt giữa các ngôi sao và hành tinh là nguyên nhân của độ sáng quan sát được.
Theo cách này, các tìm kiếm chuyển tuyến trắc quang và các phép đo vận tốc xuyên tâm kết hợp để trở thành một kỹ thuật rất mạnh để phát hiện các ngoại hành tinh mới. Hơn nữa, nó đặc biệt hữu ích cho việc làm sáng tỏ các đặc điểm của chúng. Mặc dù việc phát hiện một hành tinh bằng phương pháp vận tốc hướng tâm chỉ mang lại ước tính khối lượng của nó thấp hơn, phép đo quá cảnh giúp xác định khối lượng, bán kính và mật độ chính xác của hành tinh.
Các quan sát vận tốc xuyên tâm tiếp theo của các ứng cử viên quá cảnh OGLE không phải là một nhiệm vụ dễ dàng vì các ngôi sao tương đối mờ nhạt (cường độ thị giác khoảng 16). Điều này chỉ có thể được thực hiện bằng cách sử dụng kính viễn vọng trong lớp 8-10m với máy quang phổ độ phân giải cao.
Bản chất của hai ngoại hành tinh mới
Do đó, một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu [1] đã sử dụng kính viễn vọng VLT Kueyen dài 8.2 m. Vào tháng 3 năm 2004, họ đã theo dõi 41 ứng cử viên quá cảnh hàng đầu của OGLE Ngôi sao trong suốt 8 nửa đêm. Họ đã thu được lợi nhuận từ khả năng ghép kênh của thiết bị liên kết sợi FLAMES / UVES cho phép thu được quang phổ độ phân giải cao của 8 vật thể đồng thời và đo vận tốc của sao với độ chính xác khoảng 50 m / s.
Trong khi đại đa số các ứng cử viên quá cảnh của OGLE hóa ra là các ngôi sao nhị phân (chủ yếu là các ngôi sao nhỏ, mát mẻ đang di chuyển trước các ngôi sao kiểu mặt trời), hai trong số các vật thể, được gọi là OGLE-TR-113 và OGLE-TR-132, là tìm thấy để thể hiện các biến thể vận tốc nhỏ. Khi tất cả các quan sát có sẵn - biến đổi ánh sáng, quang phổ sao và thay đổi vận tốc hướng tâm - được kết hợp, các nhà thiên văn học có thể xác định rằng đối với hai ngôi sao này, các vật thể chuyển tiếp có khối lượng tương thích với các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc.
Điều thú vị là cả hai hành tinh mới được phát hiện xung quanh các ngôi sao khá xa trong thiên hà Milky Way, theo hướng của chòm sao phương nam Carina. Đối với OGLE-TR-113, ngôi sao mẹ thuộc loại F (nóng hơn một chút và lớn hơn Mặt trời) và nằm ở khoảng cách khoảng 6000 năm ánh sáng. Hành tinh quay quanh nặng hơn khoảng 35% và đường kính của nó lớn hơn 10% so với Sao Mộc, hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời. Nó quay quanh ngôi sao một lần cứ sau 1,43 ngày với khoảng cách chỉ 3,4 triệu km (0,0228 AU). Trong hệ mặt trời, Sao Thủy cách Mặt trời 17 lần. Nhiệt độ bề mặt của hành tinh đó, giống như Sao Mộc là một người khổng lồ khí, tương ứng cao hơn, có thể trên 1800? C.
Khoảng cách đến hệ thống OGLE-TR-132 là khoảng 1200 năm ánh sáng. Hành tinh này nặng gần bằng Sao Mộc và lớn hơn khoảng 15% (kích thước của nó vẫn không chắc chắn). Nó quay quanh một ngôi sao lùn K (mát hơn và ít hơn Mặt trời) cứ sau 1,69 ngày ở khoảng cách 4,6 triệu km (0,0306 AU). Ngoài ra hành tinh này phải rất nóng.
Một lớp ngoại hành tinh mới
Với đối tượng vận chuyển hành tinh được tìm thấy trước đây OGLE-TR-56 [3], hai đối tượng OGLE mới xác định một lớp ngoại hành tinh mới, vẫn không được phát hiện bởi các khảo sát vận tốc hướng tâm hiện tại: các hành tinh có chu kỳ cực ngắn và quỹ đạo tương ứng nhỏ. Sự phân bố các chu kỳ quỹ đạo cho các sao nóng Jupiter nóng được phát hiện từ các khảo sát vận tốc hướng tâm dường như giảm xuống dưới 3 ngày và trước đó không có hành tinh nào được tìm thấy với thời gian quỹ đạo ngắn hơn khoảng 2,5 ngày.
Sự tồn tại của ba hành tinh OGLE hiện nay cho thấy rằng Jupwr rất nóng bỏng của Jupwr, mặc dù chúng có thể khá hiếm; có lẽ khoảng một đối tượng như vậy cho mỗi 2500 đến 7000 sao. Các nhà thiên văn học thực sự bối rối về cách các vật thể hành tinh quản lý để kết thúc trong quỹ đạo nhỏ như vậy, gần các ngôi sao trung tâm của chúng.
Trái với phương pháp vận tốc hướng tâm chịu trách nhiệm cho phần lớn các hành tinh phát hiện xung quanh các ngôi sao bình thường, sự kết hợp giữa các quan sát vận chuyển và vận tốc xuyên tâm giúp xác định khối lượng thực, bán kính và do đó mật độ trung bình của các hành tinh này.
Kỳ vọng lớn
Hai vật thể mới nhân đôi số lượng ngoại hành tinh có khối lượng và bán kính đã biết (ba vật thể OGLE cộng với HD209458b, được phát hiện bởi các khảo sát vận tốc hướng tâm nhưng sau đó đã quan sát được quá trình trắc quang). Thông tin mới về khối lượng và bán kính chính xác là điều cần thiết để hiểu được vật lý bên trong của các hành tinh này.
Sự bổ sung của các kỹ thuật vận chuyển và vận tốc xuyên tâm giờ đây mở ra một hướng nghiên cứu chi tiết về các đặc điểm thực sự của các ngoại hành tinh. Các tìm kiếm dựa trên không gian cho các hành tinh quá cảnh - như các nhiệm vụ COROT và KEPLER - cùng với các quan sát theo dõi vận tốc hướng tâm trên mặt đất trong tương lai sẽ dẫn đến việc mô tả các thế giới khác nhỏ như Trái đất của chúng ta.
Nguồn gốc: ESO News Release
