Kể từ khi Kepler kính viễn vọng không gian bắt đầu khám phá hàng ngàn ngoại hành tinh trong thiên hà của chúng ta, các nhà thiên văn học đã háo hức chờ đợi ngày mà các sứ mệnh thế hệ tiếp theo được triển khai. Chúng bao gồm nhiều dự đoán Kính viễn vọng không gian James Webb, dự kiến sẽ được đưa lên vũ trụ vào năm 2019, nhưng cũng có nhiều đài quan sát trên mặt đất hiện đang được xây dựng.
Một trong số đó là Exoplanets in Transits và dự án Khí quyển (ExTrA) của họ, đây là bổ sung mới nhất cho Đài thiên văn ESO Lôi La Silla ở Chile. Sử dụng Phương thức Chuyển tuyến, cơ sở này sẽ dựa vào ba kính viễn vọng 60 cm (23,6 in) để tìm kiếm các ngoại hành tinh có kích thước Trái đất xung quanh các ngôi sao loại M (sao lùn đỏ) trong Thiên hà Milky Way. Tuần này, cơ sở bắt đầu bằng cách thu thập ánh sáng đầu tiên của nó.
Phương pháp chuyển tuyến (hay còn gọi là Phương pháp trắc quang chuyển tuyến) bao gồm các ngôi sao giám sát để giảm độ sáng định kỳ. Những chấm này được gây ra bởi các hành tinh đi qua phía trước ngôi sao (hay còn gọi là quá cảnh) so với người quan sát. Trước đây, việc phát hiện các hành tinh xung quanh các ngôi sao loại M bằng phương pháp này rất khó khăn vì sao lùn đỏ là lớp sao nhỏ nhất và nhỏ nhất trong Vũ trụ đã biết và phát ra phần lớn ánh sáng của chúng trong dải hồng ngoại gần.
Tuy nhiên, những ngôi sao này cũng đã được chứng minh là kho báu khi nói đến các ngoại hành tinh giống như Trái đất. Trong những năm gần đây, các hành tinh đá đã được phát hiện xung quanh ngôi sao như Proxima Centauri và Ross 128, trong khi TRAPPIST-1 có một hệ thống gồm 7 hành tinh đá. Ngoài ra, đã có những nghiên cứu chỉ ra rằng các hành tinh đá có khả năng sinh sống, có thể rất phổ biến xung quanh các ngôi sao lùn đỏ.
Không giống như các cơ sở khác, dự án ExTrA rất phù hợp để thực hiện các cuộc khảo sát đối với các hành tinh xung quanh các mảnh đất đỏ vì vị trí của nó ở ngoại ô sa mạc Atacama ở Chile. Như Xavier Bonfils, nhà nghiên cứu chính của dự án, giải thích:
“La Silla được chọn là ngôi nhà của các kính viễn vọng vì địa điểm điều kiện khí quyển tuyệt vời. Loại ánh sáng chúng ta đang quan sát - cận hồng ngoại - rất dễ bị hấp thụ bởi bầu khí quyển Trái đất, vì vậy chúng tôi yêu cầu điều kiện khô nhất và tối nhất có thể. La Silla là một kết hợp hoàn hảo với thông số kỹ thuật của chúng tôi.”
Ngoài ra, cơ sở ExTrA sẽ dựa trên một phương pháp mới liên quan đến việc kết hợp trắc quang quang học với thông tin phổ. Nó bao gồm ba kính viễn vọng thu thập ánh sáng từ một ngôi sao mục tiêu và bốn ngôi sao đồng hành để so sánh. Ánh sáng này sau đó được đưa qua các sợi quang vào máy quang phổ đa đối tượng để phân tích nó theo nhiều bước sóng khác nhau.
Cách tiếp cận này làm tăng mức độ chính xác có thể đạt được và giúp giảm thiểu tác động đột phá của bầu khí quyển Trái đất, cũng như khả năng xảy ra lỗi do các thiết bị và máy dò phát hiện. Ngoài mục tiêu đơn giản là tìm kiếm các hành tinh bay ngang qua các ngôi sao lùn đỏ của họ, các kính viễn vọng ExTrA cũng sẽ nghiên cứu các hành tinh mà nó tìm thấy để xác định thành phần và bầu khí quyển của chúng.
Nói tóm lại, nó sẽ giúp xác định liệu các hành tinh này có thực sự có thể ở được hay không. Như Jose-Manuel Almenara, một thành viên của nhóm ExTrA, đã giải thích:
“Với ExTrA, chúng ta cũng có thể giải quyết một số câu hỏi cơ bản về các hành tinh trong thiên hà của chúng ta. Chúng tôi hy vọng khám phá mức độ phổ biến của các hành tinh này, hành vi của các hệ thống đa hành tinh và các loại môi trường dẫn đến sự hình thành của chúng,”
Tiềm năng tìm kiếm các hành tinh ngoài mặt trời xung quanh các ngôi sao lùn đỏ là một cơ hội lớn cho các nhà thiên văn học. Chúng không chỉ là ngôi sao phổ biến nhất trong Vũ trụ, chiếm 70% số sao trong thiên hà của chúng ta, chúng còn tồn tại rất lâu. Trong khi các ngôi sao như Mặt trời của chúng ta có tuổi thọ khoảng 10 tỷ năm, các sao lùn đỏ có khả năng tồn tại trong giai đoạn chuỗi chính của chúng trong tối đa 10 nghìn tỷ năm.
Vì những lý do này, có những người nghĩ rằng các ngôi sao loại M là đặt cược tốt nhất của chúng tôi để tìm kiếm các hành tinh có thể ở được trong thời gian dài. Đồng thời, có những câu hỏi chưa được giải đáp về việc các hành tinh có quay quanh các ngôi sao lùn đỏ có thể ở được lâu hay không, do sự biến đổi và xu hướng bùng phát của chúng. Nhưng với ExTrA và các công cụ thế hệ tiếp theo khác đi vào hoạt động, các nhà thiên văn học có thể giải quyết những câu hỏi hóc búa này.
Như Bonfils hào hứng đặt nó:
“Với thế hệ kính viễn vọng tiếp theo, chẳng hạn như Kính thiên văn cực lớn ESO, chúng ta có thể nghiên cứu bầu khí quyển của các ngoại hành tinh được ExTra tìm thấy để cố gắng đánh giá khả năng tồn tại của những thế giới này để hỗ trợ sự sống như chúng ta biết. Nghiên cứu về ngoại hành tinh đang đưa những gì đã từng là khoa học viễn tưởng vào thế giới thực tế khoa học.”
ExTrA là một dự án của Pháp được tài trợ bởi Hội đồng nghiên cứu châu Âu và Agence National de la Recherche của Pháp và các kính viễn vọng của nó sẽ được vận hành từ xa từ Grenoble, Pháp. Ngoài ra, hãy chắc chắn thưởng thức video này của ExTrA trực tuyến, với sự cho phép của ESOcast:
