NASA TESS (Vệ tinh Khảo sát Exoplanet) đã tìm thấy hành tinh có kích thước Trái đất đầu tiên nằm trong vùng có thể ở của ngôi sao chủ của nó. Phát hiện đã được xác nhận với Kính thiên văn vũ trụ Spitzer. Hành tinh này là một trong số ít các thế giới có kích thước Trái đất từng được tìm thấy trong một khu vực có thể ở được.
Hành tinh này được gọi là TOI 700 d và nó cách Trái đất khoảng 100 năm ánh sáng. Nó quay quanh TOI 700, một ngôi sao lùn M (sao lùn đỏ) mát mẻ trong chòm sao Dorado. Đây là một khám phá quan trọng đối với TESS, vì nó được thiết kế để loại bỏ các hành tinh có kích thước Trái đất trong các hệ mặt trời khác.
Theo quy ước đặt tên thiên văn, TOI 700 d là hành tinh xa thứ tư so với ngôi sao của nó. Chữ b và c là các hành tinh gần ngôi sao hơn. (Chữ a được dành riêng cho ngôi sao và bất kỳ bạn đồng hành nào có thể có.)
TESS tìm thấy các hành tinh bằng cách theo dõi những vệt lớn trên bầu trời trong 27 ngày một lần. Nó phát hiện sự sụt giảm của ánh sao khi một hành tinh ngoại đi qua giữa chúng ta và ngôi sao. Mỗi khi một hành tinh đi qua phía trước ngôi sao của nó, nó gọi là quá cảnh. Trong trường hợp này, TESS đã bắt được ba hành tinh trong hệ thống TOI 700 chuyển tiếp nhiều lần.
Hệ thống mới và hành tinh của nó tương đối gần nhau về mặt thiên văn học. Sự gần gũi đó là một phần quan trọng trong nhiệm vụ của TESS, nó không chỉ được thiết kế để tìm các hành tinh có kích thước Trái đất, mà còn cho phép các kính viễn vọng khác thực hiện các quan sát tiếp theo. Điều đó làm cho khó khăn hơn khi ngoại hành tinh càng xa.
Ông Paul Hertz, giám đốc bộ phận vật lý thiên văn tại Trụ sở NASA ở Washington, cho biết, TESS được thiết kế và phóng ra để tìm các hành tinh có kích thước Trái đất quay quanh các ngôi sao gần đó. Các hành tinh xung quanh các ngôi sao gần đó dễ theo dõi nhất với các kính viễn vọng lớn hơn trong không gian và trên Trái đất. Khám phá TOI 700 d là một phát hiện khoa học quan trọng cho TESS. Xác nhận kích thước hành tinh và trạng thái vùng có thể ở được với Spitzer là một chiến thắng khác của Spitzer khi nó tiến gần đến kết thúc hoạt động khoa học vào tháng 1 này.
Ngôi sao chủ là một ngôi sao lùn M (sao lùn đỏ) nhỏ, mát mẻ, chiếm khoảng 40% khối lượng của Mặt trời. Các swaths mà các nghiên cứu TESS được gọi là các ngành và TOI 700 xuất hiện trong nhiều lĩnh vực trong năm đầu tiên hoạt động của TESS. Ban đầu, các nhà thiên văn học đã xác định nhầm ngôi sao giống với Mặt trời của chúng ta hơn. Điều đó lần lượt làm cho các hành tinh dường như lớn hơn và nóng hơn. Cuối cùng, lỗi đã được sửa, và bây giờ các nhà thiên văn học có thể thấy rằng TOI 700 d nằm trong vùng có thể ở được.
Emily Khi chúng tôi sửa các thông số của ngôi sao, kích thước của các hành tinh của nó giảm xuống và chúng tôi nhận ra cái ngoài cùng có kích thước bằng Trái đất và trong khu vực có thể ở được, Emily nói, một trong những nhà nghiên cứu và nghiên cứu sinh tại Đại học Chicago.
Một vấn đề với các ngoại hành tinh quay quanh các ngôi sao lùn đỏ là bùng phát. Sao lùn đỏ có tuổi thọ cao, điều này khiến chúng trở thành ứng cử viên thú vị cho sự phát triển của sự sống trên các hành tinh của chúng. Nhưng chúng có thể biểu hiện bùng phát đáng kể, đôi khi tăng gấp đôi sản lượng năng lượng của chúng trong vài phút, điều gây ra nhiều tranh luận khi nói đến khả năng cư trú tiềm năng của các hành tinh của chúng. Nhưng theo Gilbert, TOI 700 d không có triển lãm hoạt động bùng nổ.
Ngoài ra, trong 11 tháng dữ liệu, chúng tôi không thấy sao phát sáng từ ngôi sao, điều này giúp cải thiện cơ hội TOI 700 d có thể ở được và giúp mô hình hóa các điều kiện khí quyển và bề mặt của nó dễ dàng hơn, Gil nói.
Một vấn đề khác với các ngoại hành tinh quay quanh các ngôi sao lùn đỏ là khóa thủy triều. Vì các sao lùn đỏ tạo ra năng lượng ít hơn nhiều so với một ngôi sao như Mặt trời của chúng ta, các hành tinh phải ở rất gần chúng để ở trong vùng có thể ở được. Nhưng sự gần gũi đó dẫn đến khóa thủy triều, có thể làm giảm cơ hội sinh sống. Theo nhóm nghiên cứu đằng sau công trình này, người đã trình bày nó tại Hội nghị thường niên về thiên văn học của Mỹ, những hành tinh này gần như chắc chắn bị khóa chặt.
Hành tinh trong cùng, TOI 700 b, có kích thước tương đương Trái đất và quỹ đạo cứ sau 10 ngày. Hành tinh giữa, 700 c, lớn hơn Trái đất 2,6 lần và hoàn thành quỹ đạo cứ sau 16 ngày. 700 c có khả năng là một thế giới bị chi phối bởi khí đốt. 700 d lớn hơn Trái đất khoảng 20% và hoàn thành quỹ đạo trong 37 ngày.
Do tầm quan trọng của khám phá này, thế giới đầu tiên có kích thước Trái đất trong khu vực có thể ở được, các nhà khoa học đã muốn chắc chắn về nó. Vì nhu cầu chắc chắn đó, một nhóm các nhà khoa học do Joseph Rodriguez dẫn đầu, từ Trung tâm Vật lý thiên văn | Harvard & Smithsonian, đã yêu cầu quan sát tiếp theo với Spitzer để xác nhận TOI 700 d.
Đây không phải là lần đầu tiên Kính viễn vọng Không gian Spitzer của NASA được yêu cầu xác nhận việc phát hiện ra một hành tinh ngoại và Spitzer đóng đinh nó.
Cẩu Spitzer đã thấy TOI 700 d quá cảnh chính xác khi chúng tôi mong đợi.
Joseph Rodriguez, Harvard và SMithsonian Trung tâm Vật lý thiên văn
Trước đây, với sự tác động của phát hiện này - đó là hành tinh Trái đất có kích thước đầu tiên của TESS Cẩu Spitzer đã thấy TOI 700 d quá cảnh chính xác khi chúng tôi dự kiến. Nó có một bổ sung tuyệt vời cho di sản của một sứ mệnh giúp xác nhận hai trong số các hành tinh TRAPPIST-1 và xác định thêm năm hành tinh nữa.
Spitzer cung cấp xác nhận mạnh mẽ về những gì TESS tìm thấy. Nó xác nhận rằng quá cảnh trên thực tế là một hành tinh, và không phải là một ngôi sao đồng hành nhỏ hơn, mờ hơn. Spitzer cũng tinh chỉnh sự tự tin trong các phép đo TESS. Trong một thông cáo báo chí, NASA nói rằng Spitzer đã mài giũa các phép đo của họ về chu kỳ quỹ đạo <TOI 700 d]> của nó bằng 56% và kích thước của nó bằng 38%. Các quan sát tiếp theo bằng kính viễn vọng mặt đất nhỏ 1 mét đã cung cấp xác nhận bổ sung cho khám phá này.
Nhưng ngay cả với tất cả các quan sát này, các nhà thiên văn học vẫn đang trong giai đoạn đầu nghiên cứu hành tinh này và hệ thống của nó. Nhờ sự gần gũi của nó, các nhà thiên văn học sẽ có thể sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất để nghiên cứu khối lượng 700 d, chính xác hơn và hy vọng xác nhận tính chất trên mặt đất hoặc khí của cả ba ngoại hành tinh trong hệ thống.
Nhìn xa hơn về phía trước, các kính viễn vọng trong tương lai, cả hai kính thiên văn trên mặt đất và vũ trụ có thể nghiên cứu kỹ hơn các hành tinh, thậm chí có thể xác định thành phần khí quyển của chúng. Nhưng điều đó trong tương lai. Hiện tại, thông tin mà các nhà thiên văn học có giá trị: nó có thể được sử dụng để mô hình hóa các hành tinh và đưa ra dự đoán.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm bay không gian NASA Goddard đã tạo ra 20 mô hình 700 môi trường tiềm năng, để xem loại áp suất và điều kiện nhiệt độ nào có thể dẫn đến khả năng sinh sống. Nhưng bất cứ điều gì họ mô hình hóa, và bất kỳ quan sát tiếp theo nào trong tương lai phát hiện ra khoảng 700 ngày, nó có thể rất khác với Trái đất. Một thế giới bị khóa chặt sẽ có thời tiết và khí hậu rất khác nhau.
Voi Nó rất thú vị bởi vì bất kể chúng ta tìm thấy gì về hành tinh này, nó sẽ trông hoàn toàn khác với những gì chúng ta có ở đây trên Trái đất.
Gabrielle Engelmann-Suissa, Trợ lý nghiên cứu, Trưởng nhóm người mẫu.
Các mô hình phục vụ một mục đích quan trọng trong việc hiểu các ngoại hành tinh như TOI 700 d. Bằng cách mô hình hóa bầu khí quyển của hành tinh, các nhà thiên văn học có thể dự đoán quang phổ khí quyển sẽ như thế nào. Những mô hình này có thể được so sánh với quang phổ thực tế khi chúng ta có được chúng, để cung cấp cho các nhà thiên văn học một điểm khởi đầu để hiểu thêm về ngoại hành tinh.
Một ngày nào đó, khi chúng ta có quang phổ thực tế từ TOI 700 d, chúng ta có thể quay lại, ghép chúng với quang phổ mô phỏng gần nhất, và sau đó khớp với một mô hình, ông Gabriel nói, Gabrielle Engelmann-Suissa, trợ lý nghiên cứu tại Goddard, người lãnh đạo nhóm người mẫu . Voi Nó rất thú vị bởi vì bất kể chúng ta tìm thấy gì về hành tinh này, nó sẽ trông hoàn toàn khác với những gì chúng ta có ở đây trên Trái đất.
Nhóm mô hình đã sản xuất 20 mô hình khác nhau trong 700 ngày. Trong một mô phỏng, ngoại hành tinh có bầu khí quyển carbon dioxide đậm đặc, tương tự như sao Hỏa trẻ. Trong mô hình đó, phía mặt sao có một lớp mây sâu. Trong một mô hình khác, hành tinh này là một phiên bản hoàn toàn của Trái đất, không có mây và có gió thổi ra từ phía đêm của hành tinh, hội tụ ở phía sao.
TESS là khoảng một nửa trong nhiệm vụ hai năm để tìm các ngoại hành tinh. Các nhà thiên văn học mong đợi TESS tìm thấy 10.000 hành tinh và họ ước tính rằng khoảng 10 trong số đó có thể là những thế giới giống Trái đất trong các khu vực có thể ở được của các ngôi sao như Mặt trời của chúng ta. TESS được lãnh đạo và điều hành bởi MIT và được quản lý bởi Trung tâm bay không gian NASA God Goddard.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: NASA Planet Hunter tìm thấy Thế giới khu vực sinh sống có kích thước Trái đất đầu tiên của nó
- NASA: TESS, Vệ tinh Khảo sát Exoplanet quá cảnh
- 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
