Một nhóm vừa phát hiện ra một hành tinh ngoại sử dụng một phương pháp mới dựa trên lý thuyết tương đối đặc biệt của Einstein.
Phát hiện thế giới ngoài hành tinh là một thách thức đáng kể vì chúng nhỏ, mờ nhạt và gần với các ngôi sao của chúng. Hai kỹ thuật phổ biến nhất để tìm các ngoại hành tinh là vận tốc hướng tâm (tìm kiếm các ngôi sao chao đảo) và quá cảnh (tìm kiếm các ngôi sao mờ). Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv và Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA) vừa phát hiện ra một hành tinh ngoại sử dụng một phương pháp mới dựa trên lý thuyết tương đối đặc biệt của Einstein.
Chúng tôi đang tìm kiếm các hiệu ứng rất tinh tế. Chúng tôi cần các phép đo chất lượng cao về độ sáng của sao, chính xác đến vài phần triệu, thành viên nhóm nghiên cứu David Latham của CfA cho biết.
Điều này chỉ có thể vì dữ liệu tinh tế mà NASA đang thu thập với tàu vũ trụ Kepler, tác giả chính của Simchon Faigler thuộc Đại học Tel Aviv, Israel nói thêm.
Xem lớn hơn | Quan niệm của nghệ sĩ này cho thấy Kepler-76b quay quanh ngôi sao chủ của nó, đã bị biến dạng thành hình dạng bóng đá nhẹ (được phóng đại ở đây để tạo hiệu ứng). Hành tinh được phát hiện bằng thuật toán BEER, tìm kiếm sự thay đổi độ sáng của ngôi sao khi quỹ đạo của hành tinh do BEaming tương đối, biến thể Ellipsoidal và ánh sáng phản xạ từ hành tinh. Tín dụng: David A. Aguilar (CfA)
Mặc dù Kepler được thiết kế để tìm các hành tinh quá cảnh, hành tinh này không được xác định bằng phương pháp vận chuyển. Thay vào đó, nó đã được phát hiện bằng cách sử dụng một kỹ thuật đầu tiên được đề xuất bởi Avi Loeb của CfA và đồng nghiệp Scott Gaudi (hiện tại Đại học bang Ohio) vào năm 2003. (Tình cờ, họ đã phát triển lý thuyết của mình khi đến thăm Viện nghiên cứu nâng cao ở Princeton, nơi Einstein một khi đã làm việc.)
Phương pháp mới tìm kiếm ba hiệu ứng nhỏ xảy ra đồng thời khi một hành tinh quay quanh ngôi sao. Hiệu ứng tia sáng Einstein Einstein làm cho ngôi sao sáng lên khi nó di chuyển về phía chúng ta, bị hành tinh kéo mạnh và mờ đi khi nó di chuyển ra xa. Các kết quả sáng từ photon đã chồng chất lên năng lượng, cũng như ánh sáng được tập trung theo hướng chuyển động của ngôi sao do các hiệu ứng tương đối tính.
Đây là lần đầu tiên khía cạnh này của thuyết tương đối Einstein Einstein được sử dụng để khám phá một hành tinh, đồng tác giả Tsevi Mazeh của Đại học Tel Aviv cho biết.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm kiếm các dấu hiệu cho thấy ngôi sao bị kéo dài thành hình bóng đá do thủy triều hấp dẫn từ hành tinh quay quanh. Ngôi sao sẽ xuất hiện sáng hơn khi chúng ta quan sát bóng đá trực tiếp từ phía bên, do diện tích bề mặt dễ nhìn hơn và mờ hơn khi nhìn từ đầu. Hiệu ứng nhỏ thứ ba là do ánh sao được phản chiếu bởi chính hành tinh này.
Khi hành tinh mới được xác định, Latham đã xác nhận bằng cách sử dụng các quan sát vận tốc hướng tâm được thu thập bởi máy quang phổ TRES tại Đài quan sát Whíp ở Arizona và bởi Lev Tal-Or (Đại học Tel Aviv) bằng máy quang phổ SOPHIE tại Đài thiên văn Haute-Provence ở Pháp . Nhìn kỹ hơn vào dữ liệu của Kepler cũng cho thấy hành tinh này vượt qua ngôi sao của nó, cung cấp xác nhận bổ sung.
Hành tinh Einstein Einstein, hành tinh chính thức được gọi là Kepler-76b, là một sao Mộc nóng bỏng, mà quay quanh ngôi sao của nó cứ sau 1,5 ngày. Đường kính của nó lớn hơn khoảng 25% so với Sao Mộc và nó nặng gấp đôi. Nó quay quanh một ngôi sao loại F nằm cách Trái đất khoảng 2.000 năm ánh sáng trong chòm sao Cygnus.
Hành tinh bị khóa chặt với ngôi sao của nó, luôn luôn thể hiện cùng một khuôn mặt với nó, giống như Mặt trăng bị khóa chặt với Trái đất. Kết quả là, Kepler-76b giới thiệu ở nhiệt độ khoảng 3.600 độ F.
Xem lớn hơn | Đồ họa này cho thấy quỹ đạo Kepler-76b quanh một ngôi sao loại F màu trắng vàng nằm cách Trái đất 2.000 năm ánh sáng trong chòm sao Cygnus. Mặc dù Kepler-76b đã được xác định bằng hiệu ứng BEER (xem ở trên), nhưng sau đó nó đã được tìm thấy để thể hiện một quá trình chăn thả, vượt qua rìa của khuôn mặt ngôi sao nhìn từ Trái đất. Tín dụng: Dood Evan
Thật thú vị, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng mạnh mẽ cho thấy hành tinh này có những luồng gió cực nhanh mang theo sức nóng xung quanh nó. Kết quả là, các điểm nóng nhất trên Kepler-76b không phải là điểm substellar ( “buổi trưa cao”) nhưng một vị trí bù đắp khoảng 10.000 dặm. Hiệu ứng này chỉ được quan sát một lần trước đó, trên HD 189733b và chỉ trong ánh sáng hồng ngoại với Kính thiên văn vũ trụ Spitzer. Đây là lần đầu tiên các quan sát quang học cho thấy bằng chứng về luồng gió máy bay ngoài hành tinh tại nơi làm việc.
Mặc dù phương pháp mới có thể tìm thấy các thế giới có kích thước Trái đất bằng cách sử dụng công nghệ hiện tại, nhưng nó mang đến cho các nhà thiên văn học một cơ hội khám phá độc đáo. Không giống như tìm kiếm vận tốc xuyên tâm, nó không yêu cầu quang phổ có độ chính xác cao. Không giống như quá cảnh, nó không yêu cầu sự liên kết chính xác giữa hành tinh và ngôi sao khi nhìn từ Trái đất.
Mỗi kỹ thuật săn tìm hành tinh đều có điểm mạnh và điểm yếu. Và mỗi kỹ thuật mới mà chúng tôi thêm vào kho vũ khí cho phép chúng tôi thăm dò các hành tinh trong chế độ mới, CfA Lốc Avi Loeb nói.
Kepler-76b được xác định bằng thuật toán BEER, từ viết tắt của từ viết tắt tương đối BEaming, Ellipsoidal và Reflection / phát xạ. BEER được phát triển bởi Giáo sư Tsevi Mazeh và sinh viên của ông, Simchon Faigler, tại Đại học Tel Aviv, Israel.
Bài báo công bố khám phá này đã được chấp nhận để xuất bản trên Tạp chí Vật lý thiên văn và có sẵn trực tuyến.
Thông qua Harvard-Smithsonian CfA