Có lẽ 1 trong 4 sao có các hành tinh. Tín dụng hình ảnh: Hubble. Nhấn vào đây để phóng to.
Trong thập kỷ qua, hơn 130 hành tinh ngoài hệ mặt trời đã được phát hiện cho đến nay. Hầu hết trong số này đã được tìm thấy bằng cách sử dụng một kỹ thuật đo lường những thay đổi nhỏ trong vận tốc hướng tâm của ngôi sao, tốc độ chuyển động của nó so với Trái đất. Trong một cuộc nói chuyện tại một hội nghị chuyên đề gần đây về các hành tinh ngoài hệ mặt trời, nhà thiên văn học Alan Boss, thuộc Viện Carnegie của Washington, đã trình bày tổng quan này về các phép đo khó khăn - và những khám phá sâu sắc - được thực hiện bởi những người săn tìm hành tinh bằng kỹ thuật vận tốc xuyên tâm.
Năm 1991, Michel Mayor và Antoine Duquennoy đã công bố một cuộc khảo sát kinh điển về các ngôi sao nhị phân trong vùng lân cận mặt trời của chúng ta. Họ đã tìm thấy tất cả các bạn đồng hành nhị phân mà họ có thể, nhưng có khoảng 200 ngôi sao loại G khác mà dường như không có bất kỳ bạn đồng hành nhị phân nào. Sau đó, Michel Mayor, cùng với Didier Queloz, đã quyết định xem xét 200 ngôi sao kỳ lạ này, các chất tương tự mặt trời tiềm năng, để xem liệu chúng có hệ thống hành tinh hay không. Kỹ thuật mà họ sử dụng liên quan đến việc tìm kiếm sự rung lắc của sao, sự thay đổi theo chu kỳ trong các ngôi sao Tốc độ hướng tâm, được gây ra bởi lực kéo của các hành tinh quay quanh.
Vào mùa xuân năm 1994, họ đã lắp đặt một quang phổ kế mới trên kính viễn vọng của họ tại Đài thiên văn Haute Provence, ELODIE, có độ phân giải khoảng 13 mét mỗi giây. Đây chỉ là mức độ phù hợp để có thể nhìn thấy sự rung chuyển vận tốc, sự rung chuyển Doppler, được tạo ra trong Mặt trời bởi một hành tinh giống như Sao Mộc. Đến cuối năm 1994, họ đã nhận thấy một sự chao đảo rất thú vị trong một ngôi sao tên là 51 Peg.
Thật không may, 51 Peg vào thời điểm đó ngày càng gần Mặt trời hơn và không thể quan sát được, vì vậy họ phải nghỉ phép 6 tháng và quay lại vào mùa hè năm 1995 và bắt đầu nhìn lại 51 Peg. Họ đã có một cuộc chạy quan sát kéo dài 8 đêm tại Đài thiên văn Haute Provence và đến cuối cuộc chạy quan sát đó, họ đã sẵn sàng đến Thiên nhiên và xuất bản.
Đường cong mà họ tạo ra phù hợp với mô hình 51 Peg, một ngôi sao kiểu mặt trời, được quay quanh bởi một hành tinh có khối lượng bằng một nửa khối sao Mộc, trên quỹ đạo tròn, đẹp. Vấn đề duy nhất là vật thể có chu kỳ quỹ đạo là 4,23 ngày. Nó đang quay quanh vào khoảng 0,05 AU, không nơi nào gần nơi mọi người mong đợi tìm thấy các hành tinh có khối lượng Sao Mộc. Vì vậy, nó là một chút của một câu đố. Nhưng rõ ràng sớm rằng đây phải là một hành tinh, có lẽ đã hình thành xa hơn và di cư vào. Đó là cách duy nhất để giải thích làm thế nào nó có thể tồn tại ở vị trí đó.
Bước tiếp theo là xem liệu có ai khác có thể sao chép kết quả không. Bởi vì, tất nhiên, vấn đề quan trọng với hành tinh xung quanh ngôi sao của Barnard, là không ai có thể xác nhận điều đó. Có một số nỗ lực săn tìm hành tinh khác đang được tiến hành vào thời điểm năm 1995, nhưng những người đầu tiên đến kính viễn vọng là Paul Butler và Geoff Marcy. Họ đã có thể xác nhận 51 hành tinh Peg, với độ phân tán thậm chí nhỏ hơn so với các phép đo khám phá ban đầu.
Tại thời điểm này, chúng tôi nhận ra rằng lĩnh vực các hành tinh ngoài hệ mặt trời đã thực sự ra đời. Vào tháng 10 năm 1995, một kỷ nguyên mới đã được đưa vào, nơi chúng ta thực sự có bằng chứng thuyết phục, vững chắc về sự tồn tại của các hành tinh ngoài hệ mặt trời xung quanh các ngôi sao bình thường.
Bây giờ Geoff và Paul đã làm việc trong lĩnh vực này trong nhiều năm. Họ thực sự đã bắt đầu nghiêm túc vào khoảng năm 1987, và vì vậy họ có rất nhiều dữ liệu sẵn sàng để phân tích. Họ ngay lập tức bắt đầu giảm tất cả dữ liệu của mình, tìm kiếm quỹ đạo trong thời gian ngắn, thực hiện thêm một số phép đo và đến tháng 1 năm 1996, họ đã có thể công bố thêm một vài hành tinh. Một trong số họ, 47 UMa b, đã trấn an một hành tinh đáng kể hơn so với hành tinh được phát hiện trên quỹ đạo 51 Peg. Nó gần như là một vật thể có khối lượng 2 hoặc 3 sao Mộc quay quanh khoảng cách 2 hoặc hơn AU, giống như những gì chúng ta đang mong đợi tìm thấy dựa trên các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta. Bây giờ chúng ta biết rằng đây là một hệ thống nhiều hành tinh, nhưng tại thời điểm chúng phù hợp với nó với một quỹ đạo Keplerian duy nhất.
Hầu như tất cả các hành tinh ngoài hệ mặt trời đã biết đã được tìm thấy bằng cách sử dụng kỹ thuật vận tốc xuyên tâm này; khoảng 117 hành tinh đã được phát hiện theo cách đó. Nhưng có một cách khác để tìm các hành tinh, phát hiện quá cảnh. Phát hiện quá cảnh đầu tiên đã đạt được bởi David Charboneau và các đồng nghiệp và riêng biệt bởi Greg Henry và các đồng nghiệp vào năm 2000. Đây là một hành tinh được tìm thấy ban đầu bởi vận tốc hướng tâm, nhưng sau đó các nhà nghiên cứu khác đã tiếp tục và thực hiện cả Hubble trên mặt đất và sau đó trắc quang của ngôi sao chủ và tìm thấy một đường cong ánh sáng thực sự tuyệt vời, biểu thị hành tinh đi qua phía trước ngôi sao, làm mờ đi ánh sáng của nó. Phát hiện ban đầu của nhóm Charbonneau, đã được thực hiện, tin hay không, sử dụng kính viễn vọng 4 inch trong một bãi đậu xe ở Boulder, Colorado.
Mức giảm trong biên độ ánh sáng của ngôi sao là khoảng 1,5%, do đó, thật sự đáng kinh ngạc khi phát hiện quá cảnh đầu tiên này có thể được thực hiện bởi một kính viễn vọng nghiệp dư tốt. Khi HST quay lại và thực hiện lại phép đo quang với độ chính xác cao hơn nhiều, nó tạo ra một đường cong ánh sáng cực kỳ đẹp, chính xác đến mức bạn có thể sử dụng nó để cố gắng tìm kiếm các mặt trăng trên khắp hành tinh và đặt giới hạn về độ lớn của chúng.
Vì vậy, quá cảnh bây giờ đang đi vào riêng của họ. Tôi nghĩ rằng họ là cách thứ hai để tìm kiếm các hành tinh. Sáu hành tinh đã được phát hiện bởi quá cảnh bây giờ.
Nguồn gốc: NASA Astrobiology
