Các nhà nghiên cứu đo lường định hướng của một hệ thống nhiều người và thấy nó rất giống với hệ mặt trời của chúng ta.
Jennifer Chu, Văn phòng Tin tức MIT
Hệ mặt trời của chúng ta thể hiện một cấu hình có trật tự đáng chú ý: Tám hành tinh quay quanh mặt trời giống như những người chạy trên đường ray, đi vòng quanh các làn đường tương ứng của chúng và luôn giữ trong cùng một mặt phẳng. Ngược lại, hầu hết các ngoại hành tinh được phát hiện trong những năm gần đây - đặc biệt là những người khổng lồ được gọi là Jupiter nóng bỏng - sống trên quỹ đạo lập dị hơn nhiều.
Bây giờ các nhà nghiên cứu tại MIT, Đại học California tại Santa Cruz và các tổ chức khác đã phát hiện ra hệ thống ngoại hành tinh đầu tiên, cách đó 10.000 năm ánh sáng, với các quỹ đạo được căn chỉnh thường xuyên tương tự như trong hệ mặt trời của chúng ta. Ở trung tâm của hệ thống xa xôi này là Kepler-30, một ngôi sao sáng và to như mặt trời. Sau khi phân tích dữ liệu từ kính viễn vọng không gian NASA Kepler, các nhà khoa học MIT và các đồng nghiệp của họ đã phát hiện ra rằng ngôi sao - giống như mặt trời - quay quanh một trục thẳng đứng và ba hành tinh của nó có quỹ đạo nằm trong cùng một mặt phẳng.
Theo cách giải thích của nghệ sĩ này, hành tinh Kepler-30c đang đi qua một trong những ngôi sao lớn thường xuất hiện trên bề mặt ngôi sao chủ của nó. Các tác giả đã sử dụng các sự kiện giao thoa tại chỗ này để chỉ ra rằng quỹ đạo của ba hành tinh (đường màu) được căn chỉnh với vòng quay của ngôi sao (mũi tên trắng xoăn).
Đồ họa: Cristina Sanchis Ojeda
Trong hệ mặt trời của chúng ta, quỹ đạo của các hành tinh song song với sự quay của mặt trời, cho thấy chúng có thể được hình thành từ một đĩa quay, ông nói, ông Roberto Sanchis-Ojeda, một sinh viên tốt nghiệp vật lý tại MIT, người dẫn đầu nỗ lực nghiên cứu. Trong hệ thống này, chúng tôi cho thấy điều tương tự xảy ra.
Phát hiện của họ, được công bố hôm nay trên tạp chí Nature, có thể giúp giải thích nguồn gốc của một số hệ thống xa xôi nhất định trong khi làm sáng tỏ khu phố hành tinh của chúng ta.
Josh Nó nói với tôi rằng hệ mặt trời không phải là một số sán, Josh nói, Josh Winn, phó giáo sư vật lý tại MIT và là đồng tác giả của bài báo. Thực tế là vòng quay mặt trời được xếp thành hàng với các hành tinh quỹ đạo, mà có lẽ không phải là một sự trùng hợp kỳ lạ.
Thiết lập bản ghi thẳng trên các quỹ đạo nghiêng
Winn nói rằng khám phá của nhóm có thể trở lại một lý thuyết gần đây về việc sao Mộc nóng hình thành như thế nào. Những cơ thể khổng lồ này được đặt tên cho sự gần gũi cực kỳ gần với các ngôi sao nóng trắng của chúng, hoàn thành một quỹ đạo chỉ trong vài giờ hoặc vài ngày. Các quỹ đạo của sao Mộc thường không hoạt động, và các nhà khoa học đã nghĩ rằng những sai lệch đó có thể là đầu mối cho nguồn gốc của chúng: quỹ đạo của chúng có thể bị đánh sập trong giai đoạn rất sớm của hệ thống hành tinh, khi một số hành tinh khổng lồ có thể đã đến đủ gần để phân tán một số hành tinh ra khỏi hệ thống trong khi đưa những người khác đến gần hơn với các ngôi sao của họ.
Gần đây, các nhà khoa học đã xác định được một số hệ thống Sao Mộc nóng, tất cả đều có quỹ đạo nghiêng. Nhưng để thực sự chứng minh lý thuyết phân tán hành tinh này, Winn nói rằng các nhà nghiên cứu phải xác định một hệ thống Sao Mộc không nóng, một hệ thống có các hành tinh bay xa hơn từ ngôi sao của họ. Nếu hệ thống được căn chỉnh giống như hệ mặt trời của chúng ta, không có độ nghiêng quỹ đạo, nó sẽ cung cấp bằng chứng cho thấy chỉ có các hệ thống Sao Mộc nóng được điều chỉnh sai, hình thành do sự tán xạ hành tinh.
Phát hiện các vết đen trong một mặt trời xa
Để giải quyết câu đố, Sanchis-Ojeda đã xem qua dữ liệu từ kính viễn vọng không gian Kepler, một thiết bị theo dõi 150.000 ngôi sao để tìm dấu hiệu của các hành tinh xa xôi. Ông đã thu hẹp trên Kepler-30, một hệ thống Sao Mộc không nóng với ba hành tinh, tất cả đều có quỹ đạo dài hơn nhiều so với một Sao Mộc nóng điển hình. Để đo sự liên kết của ngôi sao, Sanchis-Ojeda đã theo dõi các vết đen mặt trời của nó, những vệt tối trên bề mặt của những ngôi sao sáng như mặt trời.
Những chiếc đốm nhỏ màu đen này diễu hành trên khắp ngôi sao khi nó quay, leo Winn nói. Nếu chúng ta có thể tạo ra một hình ảnh, thì điều đó thật tuyệt vời, bởi vì bạn đã thấy chính xác cách ngôi sao được định hướng chỉ bằng cách theo dõi những điểm này.
Nhưng những ngôi sao như Kepler-30 ở rất xa, vì vậy việc chụp ảnh chúng gần như là không thể: Cách duy nhất để ghi lại những ngôi sao như vậy là bằng cách đo lượng ánh sáng nhỏ mà chúng phát ra. Vì vậy, nhóm nghiên cứu tìm cách theo dõi các vết đen mặt trời bằng ánh sáng của những ngôi sao này. Mỗi khi một hành tinh đi qua - hoặc đi qua phía trước - một ngôi sao như vậy, nó sẽ chặn một chút ánh sáng sao, mà các nhà thiên văn học xem là sự giảm cường độ ánh sáng. Nếu một hành tinh vượt qua một vết đen mặt trời, lượng ánh sáng bị chặn sẽ giảm, tạo ra một đốm sáng trong dữ liệu nhúng.
Nếu bạn nhận được một đốm sáng mặt trời, thì lần sau khi hành tinh quay lại, cùng một vị trí có thể đã di chuyển đến đây và bạn sẽ thấy đốm sáng không phải ở đây mà là ở đó, đó là Win Winn nói. Vì vậy, thời gian của các đốm này là những gì chúng ta sử dụng để xác định sự liên kết của ngôi sao.
Từ các cú đánh dữ liệu, Sanchis-Ojeda đã kết luận rằng Kepler-30 quay dọc theo một trục vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh lớn nhất của nó. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã xác định sự liên kết của các hành tinh quỹ đạo bằng cách nghiên cứu các tác động hấp dẫn của hành tinh này lên hành tinh khác. Bằng cách đo các biến thể thời gian của các hành tinh khi chúng vận chuyển ngôi sao, nhóm nghiên cứu đã xác định được cấu hình quỹ đạo tương ứng của chúng và thấy rằng cả ba hành tinh đều được xếp dọc theo cùng một mặt phẳng. Cấu trúc hành tinh tổng thể, Sanchis-Ojeda tìm thấy, trông giống như hệ mặt trời của chúng ta.
James Lloyd, trợ lý giáo sư thiên văn học tại Đại học Cornell, người không tham gia vào nghiên cứu này, nói rằng nghiên cứu quỹ đạo hành tinh có thể làm sáng tỏ sự sống phát triển trong vũ trụ - vì để có khí hậu ổn định phù hợp với cuộc sống, cần một hành tinh. để ở trong quỹ đạo ổn định. Để hiểu được sự sống phổ biến trong vũ trụ như thế nào, cuối cùng chúng ta sẽ cần hiểu hệ thống hành tinh ổn định phổ biến như thế nào, Lloyd Lloyd nói. Chúng ta có thể tìm thấy manh mối trong các hệ hành tinh ngoài hệ mặt trời để giúp hiểu các câu đố của hệ mặt trời và ngược lại.
Những phát hiện từ nghiên cứu đầu tiên này về sự liên kết của hệ thống Sao Mộc không nóng cho thấy các hệ thống Sao Mộc nóng thực sự có thể hình thành thông qua sự tán xạ hành tinh. Để biết chắc chắn, Winn nói rằng anh và các đồng nghiệp của mình có kế hoạch đo quỹ đạo của các hệ mặt trời xa xôi khác.
Cạn Chúng tôi đã thèm khát một thứ như thế này, nơi nó không giống như hệ mặt trời, nhưng ít nhất nó cũng bình thường hơn, nơi các hành tinh và ngôi sao được xếp thẳng hàng với nhau, chanh Winn nói. Voi Nó là trường hợp đầu tiên mà chúng ta có thể nói rằng, bên cạnh hệ mặt trời.
Sậy với sự cho phép của MIT News.