Ở khoảng cách 4,37 năm ánh sáng từ Trái đất, Alpha Centauri là hệ sao gần nhất với chính chúng ta. Trong nhiều thế hệ, các nhà khoa học và các nhà tư tưởng đầu cơ đã suy nghĩ liệu nó có thể có một hệ hành tinh giống như Mặt trời của chúng ta hay không và liệu sự sống có tồn tại ở đó hay không. Thật không may, những nỗ lực gần đây để xác định vị trí các hành tinh ngoài mặt trời trong hệ sao này đã thất bại, với những phát hiện tiềm năng sau đó được cho là kết quả của các tạo tác trong dữ liệu.
Để đối phó với những nỗ lực thất bại này, một số dự án đầy tham vọng hơn đang được phát triển để tìm các ngoại hành tinh xung quanh Alpha Centauri. Chúng bao gồm các kính viễn vọng không gian hình ảnh trực tiếp như Project Blue và nhiệm vụ liên sao được gọi là Đột phá Starshot. Nhưng theo một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu từ Đại học Yale dẫn đầu, dữ liệu hiện có có thể được sử dụng để xác định xác suất của các hành tinh trong hệ thống này (và thậm chí là loại nào).
Nghiên cứu chi tiết những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí thiên văndưới tiêu đề Phát hiện hành tinh trên hành tinh trong hệ thống Alpha Centauri. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Lily Zhao, một sinh viên tốt nghiệp từ Đại học Yale và là thành viên của Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF), và được đồng tác giả bởi Debora Fischer, John Brewer và Matt Giguere của Yale và Bárbara Rojas-Ayala của Đại học Andrés Bello ở Chile.
Vì lợi ích của nghiên cứu, Zhao và nhóm của cô đã xem xét lý do tại sao những nỗ lực tìm kiếm các hành tinh trong hệ thống sao gần nhất với chính chúng ta cho đến nay đã thất bại. Điều này là đáng ngạc nhiên khi người ta xem xét làm thế nào, nói theo thống kê, Alpha Centauri rất có thể có một hệ thống nếu là của riêng nó. Như Giáo sư Fischer đã chỉ ra trong một thông cáo báo chí gần đây của Yale News:
Vũ trụ đã nói với chúng ta các loại hành tinh phổ biến nhất là các hành tinh nhỏ, và nghiên cứu của chúng tôi cho thấy đây chính xác là những hành tinh có khả năng quay quanh Alpha Centauri A và Bọ Vì Alpha Centauri rất gần, đây là điểm dừng đầu tiên của chúng tôi bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Có rất nhiều hành tinh nhỏ, đá xung quanh Alpha Centauri A và B.
Ngoài việc là giáo sư thiên văn học tại Đại học Yale, Debora Fischer còn là một trong những người lãnh đạo của Tập đoàn Yale Exoplanets. Là một chuyên gia trong lĩnh vực của mình, Fischer đã dành nhiều thập kỷ cuộc đời để nghiên cứu các ngoại hành tinh và tìm kiếm các chất tương tự Trái đất ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta. Với sự tài trợ một phần do NASA và Quỹ khoa học quốc gia cung cấp, nhóm nghiên cứu đã dựa vào dữ liệu hiện có được thu thập bởi một số công cụ săn ngoại hành tinh mới nhất.
Chúng bao gồm CHIRON, một máy quang phổ gắn trên Hệ thống Kính viễn vọng Nghiên cứu Khẩu độ Nhỏ và Vừa (SMARTS) tại Đài thiên văn Liên Mỹ Cerro Telolo (CTIO) ở Chile. Thiết bị này được chế tạo bởi nhóm Fischer, và dữ liệu mà nó cung cấp được kết hợp với Công cụ tìm kiếm hành tinh tốc độ xuyên tâm chính xác cao (HARPS) và các thiết bị quang phổ tử ngoại và tia cực tím (UVES) trên Kính viễn vọng rất lớn ESO của ESO.
Sử dụng mười năm dữ liệu được thu thập bởi các công cụ này, Zhao và các đồng nghiệp của mình sau đó đã thiết lập một hệ thống lưới cho hệ thống Alpha Centauri. Thay vì tìm kiếm các dấu hiệu của các hành tinh đã tồn tại, họ đã sử dụng dữ liệu để loại trừ những loại hành tinh không thể tồn tại ở đó. Như Zhao nói với tạp chí Space qua email:
Nghiên cứu này đặc biệt ở chỗ nó sử dụng dữ liệu hiện có của hệ thống Alpha Centauri không phải để tìm các hành tinh, nhưng để mô tả những gì các hành tinh không thể tồn tại. Bằng cách đó, nó đã trả lại nhiều thông tin hơn về toàn bộ hệ thống và cung cấp hướng dẫn cho các quan sát trong tương lai của hệ thống lôi cuốn độc đáo này.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đã phân tích thành phần hóa học của các ngôi sao trong hệ thống Alpha Centauri để tìm hiểu thêm về các loại vật liệu sẽ có sẵn để hình thành các hành tinh. Dựa trên các giá trị khác nhau thu được từ các chiến dịch quan sát được thực hiện bởi các kính thiên văn khác nhau trên ba ngôi sao Alpha Centauri (Alpha, Beta và Proxima), họ có thể đặt ra các ràng buộc về loại hành tinh nào có thể tồn tại ở đó.
Zhao Chúng tôi thấy rằng dữ liệu hiện có quy định các hành tinh trong vùng có thể ở được trên 53 khối lượng Trái đất cho alpha Centauri A, 8.4 khối lượng Trái đất cho Alpha Centauri B và 0.47 khối lượng Trái đất cho Proxima Centauri, Zhao nói. Về phần các thành phần hóa học, chúng tôi thấy rằng các tỷ lệ Carbon / Oxy và Magiê / Silicon cho Alpha Centauri A và B khá giống với Sun.
Về cơ bản, kết quả nghiên cứu của họ đã loại trừ hiệu quả khả năng của bất kỳ người khổng lồ khí nào có kích thước sao Mộc trong hệ thống Alpha Centauri. Đối với Alpha Centauri A, họ phát hiện thêm rằng các hành tinh có khối lượng nhỏ hơn 50 Trái đất có thể tồn tại, trong khi Alpha Centauri B có thể có các hành tinh nhỏ hơn 8 khối Trái đất. Đối với Proxima Centauri, mà chúng ta biết có ít nhất một hành tinh giống Trái đất, họ đã xác định rằng có thể có ít hơn một nửa khối lượng Trái đất.
Ngoài việc mang lại hy vọng cho những người săn ngoại hành tinh, nghiên cứu này còn mang theo một số ý nghĩa khá thú vị đối với khả năng sinh sống của hành tinh. Về cơ bản, sự hiện diện của các hành tinh đá trong hệ thống là đáng khích lệ; nhưng không có người khổng lồ khí, một thành phần quan trọng trong việc đảm bảo các hành tinh vẫn có thể ở được có thể bị thiếu.
Zhao chỉ có thể có những hành tinh có khối lượng lớn có thể ở được xung quanh những người hàng xóm gần nhất của chúng ta, nhưng cũng có bất kỳ người khổng lồ khí nào có thể gây nguy hiểm cho sự sống sót của những hành tinh đá có thể ở được này, Zhao nói. Hơn nữa, nếu những hành tinh này tồn tại, chúng có khả năng có các thành phần tương tự Trái đất của chúng ta do sự tương đồng trong Alpha Cen A / B và Mặt trời yêu dấu của chúng ta.
Hiện tại, không có công cụ nào có thể xác nhận sự tồn tại của bất kỳ ngoại hành tinh nào trong Alpha Centauri. Nhưng như Zhao chỉ ra, cô và các đồng đội của mình rất lạc quan rằng các cuộc khảo sát trong tương lai sẽ có độ nhạy cần thiết để thực hiện:
Chính tháng này đã chứng kiến sự vận hành của một số công cụ thế hệ tiếp theo hứa hẹn độ chính xác cần thiết để khám phá những hành tinh có thể này trong tương lai gần, và phân tích này đã cho thấy rằng nó chắc chắn đáng để tiếp tục tìm kiếm!
Chúng bao gồm Máy ghi âm Echelle do ESO chế tạo cho Exoplanet và Quan sát quang phổ ổn định (ESPRESSO) - gần đây đã được lắp đặt tại Đài quan sát Paranal - và Máy quang phổ kế EXtreme (EXPRES) được chế tạo tại Đại học Yale. Công cụ thứ hai này hiện đang tiến hành một cuộc quan sát tại Đài thiên văn Lowell ở Arizona, nơi Zhao đang tham gia.
Những dụng cụ này hứa hẹn có độ chính xác xuống tới 10-30 cm / giây và có thể phát hiện nhiều hành tinh nhỏ hơn và xa hơn - như các hành tinh có thể ở được quanh các ngôi sao Centauri, Zhao nói. Trường nhìn của hai nhạc cụ này hơi khác nhau (ESPRESSO có bán cầu nam, nơi Alpha Centauri, trong khi EXPRES bao trùm bán cầu bắc, ví dụ như Kepler và nhiều trường K2).
Với các công cụ mới theo ý của họ và các phương pháp như Zhao và nhóm của cô đã phát triển, hệ thống sao gần nhất với Trái đất chắc chắn sẽ trở thành một kho báu thực sự cho các nhà thiên văn học và thợ săn ngoại hành tinh trong những năm tới. Và bất cứ điều gì chúng tôi tìm thấy ở đó chắc chắn sẽ trở thành mục tiêu cho các nghiên cứu trực tiếp của các nhóm như Project Blue và Đột phá Starshot. Nếu ET cư trú bên cạnh, chúng tôi chắc chắn sẽ sớm nghe về nó!
