Số lượng ngoại hành tinh hiện tại - số lượng các nhà thiên văn học đã tìm thấy quỹ đạo quay quanh các ngôi sao khác ở khán đài tại 312. Đó là rất nhiều hành tinh. Nhưng nó có thể giúp nếu chúng ta biết chính xác nơi để tìm. Nghiên cứu mới sử dụng mô phỏng siêu máy tính của các đĩa bụi xung quanh các ngôi sao giống như mặt trời cho thấy các hành tinh nhỏ gần bằng sao Hỏa có thể tạo ra các mô hình trong bụi mà kính viễn vọng trong tương lai có thể phát hiện được. Nghiên cứu chỉ ra một con đường mới trong việc tìm kiếm các hành tinh có thể ở được. Có thể mất một thời gian trước khi chúng ta có thể hình ảnh trực tiếp các hành tinh giống trái đất xung quanh các ngôi sao khác, nhưng trước đó, chúng ta sẽ có thể phát hiện ra những chiếc nhẫn trang trí công phu và đẹp đẽ mà chúng chạm khắc trong bụi liên hành tinh, Christopher Stark, nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu cho biết. tại Đại học Maryland, College Park.
Làm việc với Marc Kuchner tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Md., Stark đã mô hình hóa cách 25.000 hạt bụi phản ứng với sự hiện diện của một hành tinh - từ khối lượng sao Hỏa đến năm lần Trái đất - quay quanh một ngôi sao giống như mặt trời. Sử dụng siêu máy tính NASA Thunder Thunderhead tại Goddard, các nhà khoa học đã thực hiện 120 mô phỏng khác nhau làm thay đổi kích thước của các hạt bụi và khối lượng hành tinh và khoảng cách quỹ đạo.
Các mô hình của chúng tôi sử dụng số lượng hạt gấp mười lần so với các mô phỏng trước đó. Điều này cho phép chúng ta nghiên cứu độ tương phản và hình dạng của các cấu trúc vòng, ông Kuch Kuchner cho biết thêm. Từ dữ liệu này, các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ mật độ, độ sáng và chữ ký nhiệt thu được từ mỗi bộ thông số.
Đây là một hệ thống hành tinh - bao gồm cả hệ thống hành tinh - bao gồm cả hệ thống của chúng ta - chứa rất nhiều bụi, theo ông Stark. Hoàng tử chúng tôi sẽ đưa bụi đó làm việc cho chúng tôi
Phần lớn bụi trong hệ mặt trời của chúng ta hình thành vào quỹ đạo Sao Mộc, khi sao chổi vỡ vụn gần mặt trời và các tiểu hành tinh đủ kích cỡ va chạm vào nhau. Bụi phản chiếu ánh sáng mặt trời và đôi khi có thể được nhìn thấy như một bầu trời hình nêm - được gọi là ánh sáng hoàng đạo - trước khi mặt trời mọc hoặc sau khi mặt trời lặn.
Các mô hình máy tính chiếm tỷ lệ phản ứng bụi với trọng lực và các lực khác, bao gồm cả ánh sáng ngôi sao. Ánh sáng sao chiếu một lực kéo nhẹ lên các hạt nhỏ khiến chúng mất năng lượng quỹ đạo và trôi gần ngôi sao hơn.
Các hạt xoắn ốc hướng vào trong và sau đó bị mắc kẹt tạm thời trong cộng hưởng với hành tinh, ông Kuch Kuchner giải thích. Sự cộng hưởng xảy ra bất cứ khi nào một chu kỳ quỹ đạo hạt có tỷ lệ số nhỏ - chẳng hạn như hai phần ba hoặc năm phần sáu - của hành tinh Trái đất.
Ví dụ, nếu một hạt bụi tạo ra ba quỹ đạo xung quanh ngôi sao của nó mỗi khi hành tinh hoàn thành một, thì hạt đó lặp đi lặp lại sẽ cảm thấy một lực kéo hấp dẫn thêm tại cùng một điểm trong quỹ đạo của nó. Trong một thời gian, cú hích thêm này có thể bù lại lực kéo từ ánh sao và bụi có thể lắng xuống thành các cấu trúc giống như chiếc nhẫn tinh tế.
Các hạt xoắn ốc hướng về phía ngôi sao, bị mắc kẹt trong một cộng hưởng, rơi ra khỏi nó, xoắn ốc trong một số trường hợp khác, bị mắc kẹt trong một cộng hưởng khác, và cứ như vậy, Kuch Kuchner nói. Việc tính toán sự tương tác phức tạp của các lực trên hàng chục ngàn hạt đòi hỏi mã lực toán học của siêu máy tính.
Một số nhà khoa học lưu ý rằng sự hiện diện của một lượng lớn bụi có thể gây trở ngại cho việc chụp ảnh trực tiếp các hành tinh giống trái đất. Các sứ mệnh không gian trong tương lai - chẳng hạn như Kính viễn vọng Không gian NASA Web James Webb, hiện đang được xây dựng và dự kiến ra mắt vào năm 2013, và Công cụ tìm kiếm hành tinh trên mặt đất được đề xuất - sẽ nghiên cứu các ngôi sao gần đó với các đĩa bụi. Các mô hình được tạo bởi Stark và Kuchner cung cấp cho các nhà thiên văn xem trước các cấu trúc bụi báo hiệu sự hiện diện của các thế giới ẩn khác.
Danh mục của chúng tôi sẽ giúp những người khác suy ra một hành tinh khác về khối lượng và khoảng cách quỹ đạo, cũng như kích thước hạt chiếm ưu thế trong các vòng, theo Stark Stark.
Stark và Kuchner đã công bố kết quả của họ trong số ra ngày 10 tháng 10 của Tạp chí Vật lý thiên văn. Stark đã đưa ra bản đồ mô phỏng bụi ngoài hành tinh của mình trên mạng.
Nguồn: Trung tâm bay không gian Goddard
