Hiện tại, các nhà khoa học chỉ có thể tìm kiếm các hành tinh ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta bằng các phương tiện gián tiếp. Tùy thuộc vào phương pháp, điều này sẽ liên quan đến việc tìm kiếm các dấu hiệu chuyển tiếp ở phía trước một ngôi sao (Phương pháp trắc quang chuyển động), đo một ngôi sao cho các dấu hiệu chao đảo (Quang phổ Doppler), tìm kiếm ánh sáng phản chiếu từ bầu khí quyển của hành tinh (Hình ảnh trực tiếp) và hàng loạt các phương pháp khác.
Dựa trên các thông số nhất định, các nhà thiên văn học sau đó có thể xác định liệu một hành tinh có khả năng sinh sống hay không. Tuy nhiên, một nhóm các nhà thiên văn học từ Hà Lan gần đây đã phát hành một nghiên cứu trong đó họ mô tả một phương pháp mới lạ để săn ngoại hành tinh: tìm kiếm dấu hiệu của cực quang. Vì đây là kết quả của sự tương tác giữa từ trường hành tinh và một ngôi sao, nên phương pháp này có thể là một lối tắt để tìm sự sống!
Để phá vỡ nó, các tương tác giữa từ trường và các hạt tích điện thường được phát ra bởi một ngôi sao (hay còn gọi là gió mặt trời) là nguyên nhân gây ra cực quang. Hơn nữa, sự hiện diện của hiện tượng này tạo ra sóng vô tuyến có chữ ký riêng biệt có thể được phát hiện bởi các đài quan sát vô tuyến ở đây trên Trái đất. Đây chính xác là những gì các nhà thiên văn học có trụ sở tại Hà Lan đã sử dụng Mảng tần số thấp (LOFAR).
LOFAR là mảng cảm biến đa năng được kết hợp với cơ sở hạ tầng máy tính và mạng để có thể xử lý khối lượng dữ liệu cực lớn. Cốt lõi của mảng (siêu superppp trên máy tính) bao gồm một mạng lưới gồm ba mươi tám trạm tập trung ở phía đông bắc của Hà Lan với 14 trạm bổ sung ở nước láng giềng Đức, Pháp, Thụy Điển, Anh, Ireland, Ba Lan và Latvia.
Như họ chỉ ra trong nghiên cứu của họ, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên nhiên, LOFAR có thể phát hiện loại sóng vô tuyến tần số thấp được dự đoán từ một ngôi sao gần đó - GJ 1151, một sao lùn đỏ loại M cách Trái đất hơn 25 năm ánh sáng. Như Harish Vedantham, một nhà khoa học nhân viên tại ASTRON và là tác giả chính của nghiên cứu, đã giải thích trong một thông cáo báo chí của NYU:
Chuyển động của hành tinh thông qua một sao lùn đỏ Từ trường mạnh hoạt động giống như một động cơ điện giống như cách mà một máy phát điện xe đạp hoạt động. Điều này tạo ra một dòng điện cực lớn cung cấp năng lượng phát xạ cực quang và vô tuyến trên ngôi sao.
Những loại tương tác hành tinh sao này đã được dự đoán trong hơn ba mươi năm, một phần dựa trên hoạt động cực quang đã được quan sát thấy trong Hệ Mặt trời. Mặc dù từ trường Sun Sun không đủ mạnh để tạo ra các loại phát xạ vô tuyến ở những nơi khác trong Hệ Mặt trời, nhưng hoạt động tương tự đã được nhìn thấy với Sao Mộc và Moons lớn nhất của nó.
Ví dụ, các tương tác giữa từ trường cực mạnh của Sao Mộc và Io (trong cùng của các mặt trăng lớn nhất của nó) tạo ra cực quang và phát xạ vô tuyến sáng thậm chí vượt qua Mặt trời ở tần số đủ thấp. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học phát hiện và giải mã các loại tín hiệu vô tuyến này từ một hệ sao khác.
Như Joe Callingham, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của ASTRON và là đồng tác giả của nghiên cứu, đã chỉ ra:
Chúng tôi đã điều chỉnh kiến thức từ nhiều thập kỷ quan sát vô tuyến của Sao Mộc với trường hợp của ngôi sao này. Một phiên bản thu nhỏ của Sao Mộc - Io từ lâu đã được dự đoán sẽ tồn tại trong các hệ hành tinh sao và phát xạ mà chúng tôi quan sát thấy rất phù hợp với lý thuyết này.
Phát hiện của họ đã được xác nhận bởi một nhóm thứ hai có nghiên cứu chi tiết trong một nghiên cứu xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn. Trong nghiên cứu của mình, Giáo hoàng và các đồng nghiệp đã dựa vào dữ liệu được cung cấp bởi thiết bị Hành tinh tìm kiếm tốc độ chính xác cao (HARPS-N) trên Kính viễn vọng quốc gia Galileo (TNG), nằm trên đảo La Palma, Tây Ban Nha.
Sử dụng dữ liệu phổ này, nhóm nghiên cứu có thể loại trừ khả năng các tín hiệu vô tuyến quan sát được từ GJ 1151 đang được tạo ra do tương tác với một ngôi sao khác. Như Benjamin J. S. Pope, thành viên NASA Sagan tại Đại học New York và là tác giả chính của bài báo thứ hai, đã giải thích:
Sao nhị phân tương tác cũng có thể phát ra sóng vô tuyến. Sử dụng các quan sát quang học để theo dõi, chúng tôi đã tìm kiếm bằng chứng về một người bạn đồng hành xuất sắc như một hành tinh ngoại trong dữ liệu radio. Chúng tôi loại trừ kịch bản này rất mạnh mẽ, vì vậy chúng tôi nghĩ rằng khả năng rất có thể là một hành tinh có kích thước Trái đất quá nhỏ để phát hiện bằng các dụng cụ quang học của chúng tôi.
Những phát hiện này đặc biệt quan trọng bởi vì chúng có liên quan đến hệ thống sao lùn đỏ. So với Mặt trời của chúng ta, sao lùn đỏ nhỏ, mát và mờ, nhưng cũng là loại sao phổ biến nhất trong Vũ trụ - chỉ chiếm 75% số sao trong Dải Ngân hà. Sao lùn đỏ cũng là ứng cử viên rất tốt để tìm kiếm các hành tinh trên mặt đất nằm trong vùng có thể ở được chu vi (HZ).
Điều này được minh họa bằng những khám phá gần đây như Proxima b (ngoại hành tinh gần nhất ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta) và bảy hành tinh quay quanh TRAPPIST-1. Những phát hiện này và những phát hiện khác đã khiến các nhà thiên văn học kết luận rằng hầu hết các sao lùn đỏ được quay quanh bởi ít nhất một hành tinh trên mặt đất (còn gọi là đá).
Tuy nhiên, các sao lùn đỏ cũng được biết đến với từ trường mạnh và tính chất thay đổi, điều đó có nghĩa là các ngôi sao quay quanh HZ của chúng sẽ phải chịu hoạt động từ trường và bùng phát dữ dội. Những phát hiện như thế này đã gây ra sự nghi ngờ đáng kể về việc một hành tinh nằm trong HZ của một sao lùn đỏ có thể hỗ trợ sự sống rất lâu hay không.
Bởi vì điều này, các nhà khoa học dự đoán rằng bất kỳ hành tinh nào quay quanh một ngôi sao lùn đỏ, HZ sẽ cần một từ trường mạnh để đảm bảo rằng các ngọn lửa mặt trời và các hạt tích điện không thể phá hủy hoàn toàn bầu khí quyển của chúng và khiến chúng hoàn toàn không thể ở được. Do đó, khám phá này không chỉ cung cấp một cách mới và độc đáo để thăm dò môi trường xung quanh các ngoại hành tinh, nó còn cung cấp một phương tiện để xác định xem chúng có thể ở được không.
Bằng cách tìm kiếm phát xạ vô tuyến tần số thấp, các nhà thiên văn học không chỉ có thể phát hiện các ngoại hành tinh mà còn đánh giá cường độ của từ trường và cường độ của bức xạ Ngôi sao của họ. Những phát hiện này sẽ đi một chặng đường dài để xác định liệu các hành tinh đá có quay quanh các ngôi sao lùn đỏ có khả năng hỗ trợ sự sống hay không.
Giáo hoàng và các đồng nghiệp của ông hiện đang tìm cách sử dụng phương pháp này để tìm ra lượng khí thải tương tự từ các ngôi sao khác. Trong vòng 20 năm ánh sáng của Hệ Mặt trời, có ít nhất 50 ngôi sao lùn đỏ và nhiều trong số chúng đã được tìm thấy có ít nhất một hành tinh quay quanh chúng. Cả hai đội Vedantham sườn và Pope, đều dự đoán rằng phương pháp mới này sẽ mở ra một cách mới để tìm và mô tả các ngoại hành tinh.
Mục tiêu dài hạn là để xác định tác động của hoạt động từ tính của ngôi sao đối với khả năng sinh sống của exoplanet, và phát xạ vô tuyến là một phần lớn của câu đố đó, Vedantham nói. Công việc của chúng tôi đã chỉ ra rằng điều này khả thi với thế hệ kính viễn vọng vô tuyến mới và đưa chúng tôi vào một con đường thú vị.
Hãy chắc chắn xem video này về khám phá gần đây, với sự giúp đỡ của ASTRON:
