Khi NASA ra mắt TESS (Transaging Exoplanet Survey Satellite) vào năm 2018, nó đã có một mục tiêu cụ thể. Trong khi người tiền nhiệm của nó, tàu vũ trụ Kepler, đã tìm thấy hàng ngàn ngoại hành tinh, nhiều trong số chúng là những người khổng lồ khí khổng lồ. TESS được gửi vào vũ trụ với một lời hứa: tìm thấy các hành tinh nhỏ hơn có kích thước tương tự Trái đất và Hải vương tinh, quay quanh các ngôi sao ổn định mà không bị lóa. Những hạn chế đó, các nhà thiên văn học hy vọng, sẽ xác định được nhiều ngoại hành tinh có khả năng sinh sống hơn.
Với phát hiện này về ba ngoại hành tinh mới, TESS đang thực hiện lời hứa của mình.
Ba ngoại hành tinh mới không phải là những gì chúng ta đã sử dụng. Trong nhiệm vụ tàu vũ trụ Kepler, chúng tôi đã quen với những khám phá ngoại hành tinh. Nhưng các hành tinh hầu hết lớn hơn Trái đất và nhiều người trong số họ là những người khổng lồ khí, sao Mộc nóng bỏng và như vậy. Nhưng ba cái mới này khác nhau: một cái lớn hơn Trái đất một chút và hai cái còn lại có kích thước gần gấp đôi Sao Hải Vương, nhỏ về mặt ngoại hành tinh.
Cả ba quỹ đạo là một ngôi sao mờ nhạt, lạnh lùng có tên TOI (TESS Object Of Interest) 270, cách khoảng 73 năm ánh sáng trong chòm sao tượng hình. TOI 270 là một ngôi sao lùn loại M, nhỏ hơn khoảng 40% so với Mặt trời của chúng ta cả về khối lượng và kích thước. Nó cũng mát hơn khoảng một phần ba so với Mặt trời. Ba hành tinh ôn đới về mặt hành tinh, nhưng các hành tinh vẫn còn khá nóng so với Trái đất, vì chúng gần với ngôi sao của chúng.
Ba hành tinh được đặt tên là TOI 270 b, c và d, từ trong cùng đến hành tinh ngoài cùng, theo quy ước.
TOI 270 b có lẽ là một thế giới đá như Trái đất, nhưng lớn hơn khoảng 25%. Chỉ mất 3,4 ngày để quay quanh ngôi sao của nó, ở khoảng cách 0,03 AU, gần sao gấp 13 lần so với sao Thủy so với Mặt trời. Nhóm TESS phỏng đoán rằng nó có khối lượng lớn hơn Trái đất khoảng 1,9 lần.
Thật không may, 270 b đang nóng như thiêu đốt. Không nóng bỏng như nhiều sao Mộc nóng bỏng mà Kepler phát hiện ra, nhưng vẫn quá nóng đối với cuộc sống như chúng ta biết. Nhiệt độ cân bằng của nó ở nhiệt độ trước khi có bất kỳ hiệu ứng khí quyển nào là nhiệt độ cực đại là 254 Celsius (490 F.) Nó cũng bị khóa chặt với ngôi sao.
Hành tinh giữa được gọi là TOI 270 c và lớn hơn Trái đất 2,4 lần. Nó quay quanh ngôi sao cứ sau 5,7 ngày. Hành tinh ngoài cùng, 270 d, lớn hơn Trái đất 2,1 lần và quay quanh ngôi sao cứ sau 11,4 ngày. Họ gọi hai hành tinh này là ‘mini-Neptunes, vì họ có cấu tạo chủ yếu từ khí và họ có kích thước chỉ bằng một nửa sao Hải Vương. Cả hai cũng bị khóa chặt vào ngôi sao của họ.
Hành tinh ngoài cùng được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm bởi vì nó là hành tinh ôn đới nhất trong ba hành tinh. Nhiệt độ cân bằng TOI 270 d nhiệt là khoảng 66 độ C (150 F,) vẫn còn rất nóng về mặt Trái đất, nhưng đủ ôn hòa để trở nên hiếm đối với các ngoại hành tinh.
Bài báo mới phác thảo những phát hiện này được công bố trên tạp chí Nature Astronomy. Bài báo có tựa đề là Một siêu trái đất và hai tiểu Hải vương đi ngang qua sao lùn M gần đó và yên tĩnh TOI-270.
Hệ thống này chính xác là những gì TESS được thiết kế để tìm thấy - các hành tinh nhỏ, ôn hòa đi qua hoặc vận chuyển, trước một ngôi sao chủ không hoạt động, một người thiếu hoạt động sao, như pháo sáng, ông cho biết nhà nghiên cứu chính Maximilian Günther, Torres Postdoctoral Nghiên cứu sinh tại Viện nghiên cứu vật lý và vật lý vũ trụ Kavli của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Cambridge. Ngôi sao này yên tĩnh và rất gần chúng ta, và do đó sáng hơn nhiều so với các ngôi sao chủ của các hệ thống tương đương. Với các quan sát tiếp theo mở rộng, chúng tôi sẽ sớm có thể xác định cấu tạo của các thế giới này, thiết lập nếu có bầu khí quyển và chúng chứa khí gì, v.v.
Những phát hiện này rất thú vị bởi vì Hệ mặt trời của chúng ta không chứa gì giống như hai sao Hải vương nhỏ hay tiểu Hải vương. Trên thực tế, các hành tinh có kích thước từ 1,5 đến 2 lần kích thước Trái đất là rất hiếm trong quần thể ngoại hành tinh, theo như chúng ta biết.
Đồng khía cạnh thú vị của hệ thống này là các hành tinh của nó nằm giữa một khoảng cách được thiết lập rõ ràng về kích thước hành tinh đã biết, ông đồng tác giả Fran Pozuelos, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Liège ở Bỉ cho biết. Một điều hiếm thấy là các hành tinh có kích thước từ 1,5 đến hai lần Trái đất vì những lý do có khả năng liên quan đến cách thức hình thành các hành tinh, nhưng đây vẫn là một chủ đề gây tranh cãi. TOI 270 là một phòng thí nghiệm tuyệt vời để nghiên cứu lề của khoảng cách này và sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các hệ thống hành tinh hình thành và phát triển.
Các nhà thiên văn học đã hy vọng rằng TESS sẽ tìm thấy các loại hành tinh này để các kính viễn vọng khác có thể thực hiện các quan sát tiếp theo. Đặc biệt, Kính thiên văn vũ trụ James Webb sẽ có thể xác định được bầu khí quyển của một số hành tinh này.
Đồng tác giả Adina Feinstein, đồng tác giả Adina Feinstein, một sinh viên tiến sĩ tại Đại học Chicago cho biết. Webb có thể quan sát được bởi Webb trong hơn nửa năm, điều này có thể cho phép các nghiên cứu so sánh thực sự thú vị giữa bầu khí quyển của TOI 270 c và d.
Nhóm nghiên cứu đằng sau những kết quả này nghĩ rằng, mặc dù những kết quả này rất thú vị, nhưng có nhiều hơn cho hệ mặt trời này. Quan sát bổ sung có thể tiết lộ các hành tinh khác. Có lẽ, có một hành tinh đá khác cách xa ngôi sao hơn TOI 270 d. Nếu vậy, nó có thể còn ôn hòa hơn. Và nếu nó có lõi đá và bầu khí quyển, nó có thể chứa nước lỏng trên bề mặt.
Đây là thời gian thú vị trong nghiên cứu ngoại hành tinh. Với kết quả như thế này và cuối cùng với James Webb sẽ xuất hiện, sự hiểu biết của chúng ta về dân số ngoại hành tinh sẽ phát triển theo những bước nhảy vọt.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Điểm số nhiệm vụ của NASA TESS ‘Hat Trick Hiện tại với 3 thế giới mới
- Tài liệu nghiên cứu: Một siêu trái đất và hai sao Hải vương đi ngang qua sao lùn M gần đó và yên tĩnh TOI-270
- NASA TESS
- Tạp chí vũ trụ: TESS sẽ tìm bao nhiêu hành tinh?
- Tạp chí Vũ trụ: Bây giờ TESS đang hoạt động, các nhà thiên văn học Ước tính nó sẽ tìm thấy 14.000 hành tinh. 10 có thể là những thế giới giống như trái đất trong một khu vực có thể sống được
