Nghệ sĩ minh họa hành tinh đá xung quanh sao lùn M Gliese 876. Tín dụng hình ảnh: NSF. Nhấn vào đây để phóng to.
Trong cơn sốt đất được gọi là săn bắn ngoài hành tinh, bất động sản được đánh giá cao nhất được quảng cáo là giống như Trái đất. Vào thứ Hai, ngày 13 tháng 6, các nhà khoa học đua nhau cắm cờ của họ trên một tảng đá đang cháy quanh quỹ đạo một ngôi sao đỏ.
Hành tinh mới được phát hiện này có khối lượng gấp khoảng bảy lần Trái đất, và do đó, hành tinh ngoài hệ mặt trời nhỏ nhất được tìm thấy trên quỹ đạo chính, hay ngôi sao lùn (ngôi sao, giống như mặt trời của chúng ta, đốt cháy hydro).
Thậm chí còn có những hành tinh nhỏ hơn được biết là tồn tại ngoài hệ mặt trời của chúng ta, nhưng chúng có điều không may khi bao vây các pulsar, những vỏ trấu quay nhanh của những ngôi sao sắp chết. Những hành tinh như vậy được cho là có thể ở được từ xa, do bức xạ cực mạnh phát ra từ các xung.
Các hành tinh có khối lượng từ mười Trái đất trở xuống được cho là đá, trong khi các hành tinh lớn hơn có thể là khí, vì trọng lực mạnh hơn của chúng có nghĩa là chúng thu thập và giữ lại nhiều khí hơn trong quá trình hình thành hành tinh. 155 hành tinh ngoài hệ mặt trời đã được tìm thấy cho đến nay, nhưng hầu hết trong số chúng có khối lượng tương đương với Sao Mộc khí hơn Trái đất đá (Sao Mộc gấp 318 lần khối lượng Trái đất).
Mặc dù hành tinh mới này được quảng cáo là giống Trái đất vì khối lượng tương đối thấp, nhưng những người trái đất sẽ muốn thuê một ngôi nhà ở đó bất cứ lúc nào sớm. Đối với một điều, ngôi nhà sẽ tan chảy. Nhiệt độ bề mặt ước tính cho hành tinh này - 200 đến 400 độ C (400 đến 750 độ F) - là do hành tinh hôn khoảng cách gần với ngôi sao của nó.
Hành tinh chỉ nằm trong khoảng 0,021 AU từ ngôi sao Gliese 876 (1 AU là khoảng cách giữa Trái đất và mặt trời) và hoàn thành một quỹ đạo trong chưa đầy hai ngày Trái đất. Hành tinh gần mặt trời nhất trong hệ mặt trời của chúng ta - Sao Thủy nóng rực - cách xa hơn gần 20 lần, quay quanh khoảng 0,4 AU.
Vì hành tinh này ở trong quỹ đạo hai ngày, nó được nung nóng đến nhiệt độ như lò nướng, vì vậy chúng tôi không mong đợi sự sống, ông nói, thành viên nhóm khoa học Paul Butler thuộc Viện Carnegie ở Washington.
Trong hệ mặt trời của chúng ta, vùng có thể ở được - vùng ôn đới nơi nước có thể tồn tại dưới dạng chất lỏng trên bề mặt hành tinh - là khoảng 0,95 đến 1,37 AU, hoặc giữa quỹ đạo của Sao Kim và Sao Hỏa. Ngôi sao Gliese 876 kém sáng hơn khoảng 600 lần so với mặt trời của chúng ta, vì vậy vùng có thể ở được đề xuất gần hơn rất nhiều, khoảng từ 0,06 đến 0,22 AU.
Ở 0,021 AU, hành tinh mới quá gần ngôi sao nằm trong vùng có thể ở được và nó cũng chịu tác dụng của lượng bức xạ năng lượng cao lớn hơn như tia cực tím và tia X. Trong khi các sao lùn đỏ như Gliese 876 phát ra mức độ UV thấp hơn các ngôi sao như mặt trời của chúng ta, thì chúng lại phát ra các tia sáng tia X dữ dội.
Một sự phức tạp khác từ một quỹ đạo gần như vậy là hành tinh có thể bị khóa chặt, với cùng một phía của hành tinh luôn phải đối mặt với ngôi sao. Trừ khi có một bầu không khí đáng kể để phân phối nhiệt, một bên của hành tinh sẽ bị quá tải trong khi bên kia sẽ vẫn lạnh.
Gliese 876 được cho là khoảng 11 tỷ năm tuổi, khiến nó già hơn gấp đôi so với mặt trời của chúng ta. Nhưng theo một cách nào đó, Gliese là một thiếu niên đối với người lớn tuổi trung niên mặt trời của chúng ta. Những ngôi sao hạng G như mặt trời của chúng ta sống khoảng 10 tỷ năm, trong khi những sao lùn đỏ hạng M được cho là sống được 100 tỷ năm (già hơn tuổi của vũ trụ!).
Thành viên nhóm khoa học Geoff Marcy thuộc Đại học California, Berkeley, nói rằng các ngôi sao M mất nhiều thời gian để hạ nhiệt và thu nhỏ lại kích thước chuỗi chính và độ sáng của chúng. Ông nói rằng nếu hành tinh di chuyển vào quỹ đạo gần ngày nay, có lẽ nó đã thực hiện bước di chuyển này trong vài triệu năm đầu tiên, và sau đó phải chịu bức xạ nhiều hơn so với hiện tại hàng trăm triệu năm.
Gliese 876 được cho là nghèo kim loại (đối với một nhà thiên văn học, bất kỳ nguyên tố nào nặng hơn hydro và helium đều được phân loại là kim loại đá). Sự hình thành của các hành tinh có thể liên quan đến tính kim loại của ngôi sao, vì cả ngôi sao và các hành tinh đều hình thành từ cùng một vật liệu ban đầu. Vì vậy, một hành tinh đá như Trái đất, được tạo thành từ các nguyên tố như silicat và sắt, dự kiến sẽ quay quanh một ngôi sao giàu kim loại.
Mặc dù nghèo kim loại, Gliese 876 là một hệ thống nhiều hành tinh. Hai hành tinh khí khổng lồ được biết đến trên quỹ đạo Gliese 876: hành tinh ngoài cùng có khối lượng gần gấp đôi sao Mộc và quỹ đạo ở 0,21 AU; hành tinh giữa có khối lượng bằng một nửa Sao Mộc, quay quanh 0,13 AU.
Marcy nói toàn bộ hệ thống hành tinh là một mô hình thu nhỏ của hệ mặt trời của chúng ta, Marc nói. Ngôi sao nhỏ, quỹ đạo nhỏ, và gần hơn là nhỏ nhất trong số chúng, giống như kiến trúc trong hệ mặt trời của chúng ta, với các hành tinh nhỏ nhất quay quanh người khổng lồ.
Chúng ta có nhiều phòng khuỷu tay hơn trong hệ mặt trời. Sao Thủy nằm cách xa mặt trời hơn khoảng cách của tất cả các hành tinh này cộng lại. Các hành tinh trong hệ thống Gliese 876 rất gần nhau, chúng tương tác hấp dẫn với nhau. Kiểu kéo co hấp dẫn này là cách các nhà khoa học có thể phát hiện các hành tinh ngay từ đầu.
Trong quá trình quỹ đạo, các hành tinh sẽ hấp dẫn về ngôi sao của họ từ các phía khác nhau. Các nhà khoa học đo sự dịch chuyển kết quả trong ánh sáng sao để xác định sự tồn tại của các hành tinh quay quanh.
Để tìm hiểu thêm về hành tinh nhỏ nhất của Gliese 876, các nhà khoa học sẽ cần sử dụng một kỹ thuật săn tìm hành tinh khác gọi là trắc quang chuyển tuyến. Phương pháp này xem xét cách một ánh sáng sao Star dường như giảm xuống khi một hành tinh đi qua phía trước ngôi sao từ góc nhìn của chúng ta. Nhật thực của hành tinh quay quanh cho phép các nhà thiên văn xác định khối lượng và bán kính của hành tinh. Việc ghim xuống những con số đó cho thấy mật độ hành tinh, điều này cho thấy hành tinh này được tạo nên từ đâu, và liệu hành tinh này có phải là đá hay khí.
Tuy nhiên, trắc quang chuyển tiếp có thể được sử dụng để cho chúng ta biết bất cứ điều gì về các hành tinh quay quanh Gliese 876, tuy nhiên, vì hệ thống nghiêng 50 độ theo quan điểm của chúng ta. Góc này có nghĩa là các hành tinh đã giành được khối chặn bất kỳ ánh sáng nào chiếu tới Trái đất.
Sao lùn đỏ là loại sao phổ biến nhất trong thiên hà của chúng ta, bao gồm khoảng 70 phần trăm của tất cả các ngôi sao. Tuy nhiên, trong số 150 sao lùn đỏ mà họ đã nghiên cứu trong nhiều năm qua, Marcy và Butler chỉ tìm thấy các hành tinh quay quanh hai trong số chúng. Bởi vì hầu hết các hành tinh được tìm thấy cho đến nay đều là những người khổng lồ khí, điều này có thể có nghĩa là các sao lùn đỏ ít có khả năng chứa chấp những loại thế giới đó.
Marcy cho biết họ sẽ tiếp tục theo dõi Gliese 876 cho bất kỳ gợi ý nào về hành tinh thứ tư hoặc thứ năm. Đây chắc chắn sẽ là một trong những ngôi sao yêu thích của chúng tôi kể từ bây giờ.
Cuộc đua đến đích
Bài viết nghiên cứu mô tả khám phá này đã được gửi đến Tạp chí Vật lý thiên văn. Các nhà khoa học nói rằng họ đã nhận được một báo cáo trọng tài sơ bộ thuận lợi, và họ hy vọng bài báo của họ sẽ được chấp nhận và sau đó được xuất bản trong một vài tháng. Trong cuộc họp báo Thứ Hai, các nhà khoa học đã được hỏi tại sao họ quyết định công khai phát hiện của họ bây giờ, trước khi bài báo được chấp nhận để xuất bản. Nó đã được thực hiện để đánh bại những thợ săn hành tinh khác, những người có thể nóng trên gót chân của họ?
Marcy trả lời rằng họ muốn ngăn chặn tin tức về phát hiện của họ bị rò rỉ ra ngoài. Chúng tôi biết về nó ba năm trước, chúng tôi đã theo dõi nó một cách lặng lẽ, cẩn thận, bảo vệ bí mật trong khi chúng tôi kiểm tra gấp đôi và gấp ba. Sau đó khoảng một tháng, tôi đã nói chuyện với Michael Turner ở đây, những người ở NSF (Quỹ khoa học quốc gia) và cùng nhau chúng tôi quyết định rằng khám phá này thật phi thường, có thể là điều bạn sẽ gọi là một cột mốc trong khoa học hành tinh, rằng thật khó để tưởng tượng việc giữ gìn Cái nắp này lâu hơn rất nhiều. Vì vậy, chúng tôi đã quyết định thay vì để nó bị rò rỉ ra các phương tiện truyền thông, và được rê bóng khắp nơi, với một tờ báo tìm hiểu về nó sớm và cứ thế, sẽ tốt hơn nếu nhanh chóng thông báo điều này.
Marcy sau đó đã đưa ra một biện pháp bảo vệ tại sao anh ta tin rằng phát hiện của họ là chính xác, và anh ta nhanh chóng được hỗ trợ bởi các thành viên trong nhóm. Tuy nhiên, độ chính xác của phát hiện của họ đã không được đặt câu hỏi. Có lẽ thông báo sớm của họ, kết hợp với nhu cầu giữ bí mật trước đó, là bằng chứng của sự cạnh tranh khốc liệt đã đánh dấu hành tinh săn bắn kể từ đầu.
Phát hiện hành tinh ngoài hệ mặt trời đầu tiên được công bố vào ngày 5 tháng 10 năm 1995 bởi Michel Mayor và Didier Queloz của Đài thiên văn Geneva, và Marcy và Butler đã xác nhận các quan sát vào tuần sau. Một ví dụ gần đây về sự cạnh tranh để giành lấy hành tinh ngoài hệ mặt trời khác, lần đầu tiên đã xảy ra vào mùa hè năm ngoái, khi vào ngày 25 tháng 8 năm 2004, Thị trưởng, Nuno Santos và các đồng nghiệp đã công bố phát hiện ra hành tinh ngoài khối sao Hải vương đầu tiên - vào thời điểm đó là hành tinh ngoài cực nhỏ nhất hành tinh được biết là quay quanh một ngôi sao giống như mặt trời. Thông báo này được đưa ra chưa đầy một tuần trước khi hai phát hiện khác về hành tinh có khối lượng sao Hải Vương được Marcy và Butler công bố.
Thị trưởng và các đồng nghiệp của ông cũng đã nghiên cứu Gliese 876. Tại một hội nghị thiên văn vào tháng 6 năm 1998, Thị trưởng và Marcy từng tuyên bố độc lập việc phát hiện ra khối khí khổng lồ lớn hơn quay quanh ngôi sao này. Marcy và Butler là người đầu tiên theo dõi phát hiện này, thông báo về việc phát hiện ra hành tinh khí khổng lồ ngôi sao thứ hai năm 2001.
Nhiệm vụ Kepler, do được phóng vào tháng 6 năm 2008, sẽ tìm kiếm các hành tinh trên mặt đất quay quanh các ngôi sao xa xôi. Nhiệm vụ xác định một hành tinh có kích thước Trái đất nằm trong khoảng từ 0,5 đến 2,0 khối lượng Trái đất, hoặc giữa đường kính 0,8 đến 1,3 Trái đất. Các hành tinh có khối lượng từ 2 đến 10 Trái đất, như hành tinh được công bố vào thứ Hai, được định nghĩa là các hành tinh lớn trên Trái đất.
Nguồn gốc: NASA Astrobiology
