Khi cuộc đua tăng tốc để tìm các hành tinh giống Trái đất xung quanh các ngôi sao khác, laser là một lựa chọn khả thi.
Theo các nhà nghiên cứu tại Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts, người đã tạo ra một astro-comb, một loại công cụ hiệu chuẩn dựa trên bước sóng ánh sáng, để thu nhận các biến đổi phút trong chuyển động của một ngôi sao do quỹ đạo gây ra những hành tinh.
Trong hầu hết các trường hợp, các hành tinh ngoài hệ mặt trời có thể được nhìn thấy trực tiếp, ánh sáng chói của ngôi sao gần đó quá lớn nhưng ảnh hưởng của chúng có thể được nhận thấy qua quang phổ, phân tích phổ năng lượng của ánh sáng phát ra từ ngôi sao. Quang phổ không chỉ tiết lộ danh tính của các nguyên tử trong ngôi sao (mỗi nguyên tố phát ra ánh sáng ở một tần số đặc trưng nhất định), nó còn có thể cho các nhà nghiên cứu biết ngôi sao đang di chuyển ra xa hoặc hướng về Trái đất như thế nào, nhờ hiệu ứng Doppler, xảy ra bất cứ khi nào một nguồn sóng là chính nó trong chuyển động. Bằng cách ghi lại sự thay đổi tần số của sóng đến hoặc bật ra khỏi một vật thể, các nhà khoa học có thể suy ra vận tốc của vật thể.
Mặc dù hành tinh này có thể nặng hơn hàng triệu lần so với ngôi sao, nhưng ngôi sao sẽ bị giật xung quanh một lượng rất nhỏ do tương tác trọng lực giữa ngôi sao và hành tinh. Chuyển động giật này làm cho ngôi sao di chuyển về phía trước hoặc ra khỏi Trái đất một cách phụ thuộc vào khối lượng hành tinh và sự gần gũi của nó với ngôi sao. Quang phổ được sử dụng càng tốt trong toàn bộ quá trình này, thì việc xác định hành tinh ở nơi đầu tiên sẽ càng tốt và việc xác định các thuộc tính hành tinh sẽ tốt hơn.
Ngay bây giờ các kỹ thuật quang phổ tiêu chuẩn có thể xác định chuyển động của sao trong vòng vài mét mỗi giây. Trong các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu của Harvard hiện có thể tính toán sự dịch chuyển của vận tốc sao dưới 1 m (3,28 feet) mỗi giây, cho phép họ xác định chính xác hơn vị trí hành tinh.
Nhà nghiên cứu của Smithsonian David Phillips nói rằng ông và các đồng nghiệp của mình hy vọng sẽ đạt được độ phân giải vận tốc cao hơn, khi áp dụng vào các hoạt động của kính viễn vọng lớn hiện đang được chế tạo, sẽ mở ra những khả năng mới trong vật lý thiên văn và thiên văn, bao gồm phát hiện đơn giản hơn các hành tinh giống Trái đất .
Với phương pháp mới này, các nhà thiên văn học Harvard đã đạt được sự cải tiến vượt bậc của họ bằng cách sử dụng lược tần số làm cơ sở cho lược astro. Một hệ thống laser đặc biệt được sử dụng để phát ra ánh sáng không phải ở một năng lượng đơn lẻ mà là một loạt các năng lượng (hoặc tần số), cách đều nhau trên một loạt các giá trị. Một biểu đồ của các thành phần năng lượng bị giới hạn hẹp này sẽ trông giống như răng của một chiếc lược, do đó là lược tần số. Năng lượng của các xung laser giống như chiếc lược này được biết đến mức chúng có thể được sử dụng để hiệu chỉnh năng lượng ánh sáng đến từ ngôi sao xa xôi. Trong thực tế, cách tiếp cận tần số làm sắc nét quá trình quang phổ. Kết hợp astro-comb sẽ cho phép mở rộng hơn nữa phát hiện hành tinh ngoài hệ mặt trời.
Phương pháp astro-comb đã được thử nghiệm trên kính viễn vọng cỡ trung bình ở Arizona và sẽ sớm được lắp đặt trên Kính thiên văn William Herschel lớn hơn nhiều, nằm trên đỉnh núi ở Quần đảo Canary.
Kết quả sơ bộ từ kỹ thuật mới đã được công bố trong số ra ngày 3 tháng 4 năm 2008 của Thiên nhiên. Nhóm Harvard sẽ trình bày những phát hiện gần đây nhất tại Hội nghị về Laser và Quang điện tử / Hội nghị Điện tử Lượng tử Quốc tế năm 2009, từ ngày 31 tháng 5 đến ngày 5 tháng 6 tại Baltimore.
Nguồn: Eurekalert
