Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một hành tinh ngoại cỡ Trái đất quất xung quanh ngôi sao chủ của nó chỉ trong 8,5 giờ - một trong những thời kỳ quỹ đạo ngắn nhất từng được phát hiện.
Trong thời gian bạn phải hoàn thành một ngày làm việc, hoặc ngủ đủ giấc, một quả cầu lửa nhỏ của một hành tinh cách đó 700 năm ánh sáng đã hoàn thành cả năm.
HÌNH ẢNH: Cristina Sanchis Ojeda
Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát hiện ra một hành tinh ngoại cỡ Trái đất có tên Kepler 78b, quất quanh ngôi sao chủ của nó chỉ trong 8,5 giờ - một trong những thời kỳ quỹ đạo ngắn nhất từng được phát hiện. Hành tinh này rất gần với ngôi sao của nó - bán kính quỹ đạo của nó chỉ bằng khoảng ba lần bán kính của ngôi sao - và các nhà khoa học đã ước tính rằng nhiệt độ bề mặt của nó có thể lên tới 3.000 độ Kelvin, hoặc hơn 5.000 độ F. Trong một môi trường thiêu đốt như vậy, lớp trên cùng của hành tinh có khả năng tan chảy hoàn toàn, tạo ra một đại dương nham thạch khổng lồ.
Điều thú vị nhất đối với các nhà khoa học là họ có thể phát hiện ra ánh sáng phát ra từ hành tinh này - lần đầu tiên các nhà nghiên cứu có thể làm như vậy đối với một hành tinh ngoại nhỏ như Kepler 78b. Ánh sáng này, một khi được phân tích với các kính thiên văn lớn hơn, có thể cung cấp cho các nhà khoa học thông tin chi tiết về thành phần bề mặt hành tinh và tính chất phản xạ.
Kepler 78b rất gần với ngôi sao của nó đến nỗi các nhà khoa học hy vọng sẽ đo được ảnh hưởng của nó đối với ngôi sao. Thông tin như vậy có thể được sử dụng để đo khối lượng hành tinh, có thể khiến Kepler 78b trở thành hành tinh có kích thước Trái đất đầu tiên bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta có khối lượng được biết đến.
Các nhà nghiên cứu đã báo cáo khám phá của họ về Kepler 78b trong Tạp chí Vật lý thiên văn.
Trong một bài báo riêng, được xuất bản trong Tạp chí vật lý thiên văn, các thành viên của cùng nhóm đó, cùng với những người khác tại MIT và các nơi khác, đã quan sát KOI 1843.03, một ngoại hành tinh được phát hiện trước đó với thời gian quỹ đạo thậm chí còn ngắn hơn: chỉ 4 1/4 giờ. Nhóm, dẫn đầu bởi giáo sư vật lý Saul Rappaport, đã xác định rằng để hành tinh duy trì quỹ đạo cực kỳ chặt chẽ xung quanh ngôi sao của mình, nó sẽ phải cực kỳ dày đặc, được làm gần như hoàn toàn bằng sắt - nếu không, lực thủy triều to lớn từ ngôi sao gần đó sẽ xé toạc hành tinh thành từng mảnh.
Josh Chỉ là thực tế rằng nó có thể sống sót ở đó ngụ ý rằng nó rất dày đặc, Josh nói, Josh Winn, phó giáo sư vật lý tại MIT, và đồng tác giả trên cả hai bài báo. Nếu một thiên nhiên thực sự làm cho các hành tinh đủ dày đặc để tồn tại thậm chí gần hơn nữa, thì đó là một câu hỏi mở, và sẽ còn tuyệt vời hơn nữa.
Dấu chấm trong dữ liệu
Trong khám phá về Kepler 78b, nhóm nghiên cứu đã viết bài báo Tạp chí Vật lý thiên văn đã xem qua hơn 150.000 ngôi sao được theo dõi bởi Kính viễn vọng Kepler, đài quan sát vũ trụ của NASA khảo sát một lát thiên hà. Các nhà khoa học đang phân tích dữ liệu từ Kepler với hy vọng xác định các hành tinh có kích thước Trái đất có thể ở được.
Mục tiêu của Winn và các đồng nghiệp là tìm kiếm các hành tinh có kích thước Trái đất với chu kỳ quỹ đạo rất ngắn.
Voi Chúng tôi đã quen với các hành tinh có quỹ đạo vài ngày, chanh Winn nói. Nhưng chúng tôi tự hỏi, một vài giờ thì sao? Điều đó thậm chí có thể? Và chắc chắn, có một số ngoài kia.
Để tìm ra chúng, nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu ánh sáng từ hàng ngàn ngôi sao, tìm kiếm các điểm nhỏ cho thấy một hành tinh có thể định kỳ đi qua phía trước một ngôi sao.
Chọn ra những chấm nhỏ này trong số hàng chục ngàn đường cong ánh sáng thường là một thử thách tốn nhiều thời gian. Để tăng tốc quá trình, nhóm đã nghĩ ra một cách tiếp cận tự động hơn, áp dụng một phương pháp toán học cơ bản được gọi là biến đổi Fourier cho tập dữ liệu lớn. Phương pháp này chủ yếu đưa trường vào các đường cong ánh sáng định kỳ hoặc thể hiện một mô hình lặp đi lặp lại.
Các ngôi sao lưu trữ các hành tinh quay quanh có thể hiển thị các tia sáng định kỳ mỗi khi một hành tinh đi qua, hoặc quá cảnh, ngôi sao. Nhưng có những hiện tượng sao định kỳ khác có thể ảnh hưởng đến sự phát xạ ánh sáng, chẳng hạn như một ngôi sao che khuất một ngôi sao khác. Để chọn ra những tín hiệu liên quan đến các hành tinh thực tế, sinh viên tốt nghiệp vật lý học Roberto Sanchis-Ojeda đã tìm kiếm thông qua các đường cong ánh sáng định kỳ, tìm kiếm các điểm nhỏ hơn thường xuyên trong dữ liệu giữa các hành tinh.
Nhóm đã có thể phát hiện ánh sáng phát ra từ hành tinh bằng cách đo lượng ánh sáng tổng thể mờ đi mỗi khi hành tinh đi qua phía sau ngôi sao. Các nhà nghiên cứu cho rằng ánh sáng của hành tinh có thể là sự kết hợp của bức xạ từ bề mặt nóng và ánh sáng được phản chiếu bởi các vật liệu bề mặt, như dung nham và hơi khí quyển.
Tôi đã chỉ nhìn bằng mắt, và thật bất ngờ, tôi thấy sự sụt giảm thêm ánh sáng này ngay khi nó được mong đợi, và nó thực sự rất đẹp, kể lại, Sanch Sanchis-Ojeda nhớ lại. Tôi nghĩ rằng, chúng tôi thực sự nhìn thấy ánh sáng từ hành tinh này. Đó là một khoảnh khắc thực sự thú vị.
Sống trên một thế giới dung nham
Từ các phép đo của họ về Kepler 78b, nhóm nghiên cứu đã xác định rằng hành tinh này gần sao hơn khoảng 40 lần so với sao Thủy so với mặt trời của chúng ta. Ngôi sao xung quanh quỹ đạo Kepler 78b có khả năng tương đối trẻ, vì nó quay nhanh hơn gấp đôi so với mặt trời - một dấu hiệu cho thấy ngôi sao không có nhiều thời gian để chậm lại.
Trong khi nó có kích thước tương đương Trái đất, Kepler 78b chắc chắn là không thể ở được, do nó rất gần với ngôi sao chủ của nó.
Bạn có thể thực sự kéo dài trí tưởng tượng của mình để tưởng tượng được sống trong một thế giới dung nham, theo Win Winn. Chúng tôi chắc chắn sẽ sống sót ở đó.
Nhưng điều này không hoàn toàn loại trừ khả năng các hành tinh ngắn hạn có thể ở được. Nhóm Winn sườn hiện đang tìm kiếm các ngoại hành tinh quay quanh các sao lùn nâu - những ngôi sao lạnh lẽo, gần như đã chết mà bằng cách nào đó không thể đốt cháy.
Nếu bạn ở xung quanh một trong những ngôi sao lùn nâu đó, thì bạn có thể đến gần chỉ sau vài ngày, theo Win Winn. Đây vẫn có thể ở được, ở nhiệt độ phù hợp.
Đồng tác giả của hai bài báo là Alan Levine của MIT, Leslie Rogers của Viện Công nghệ California, Michael Kotson của Đại học Hawaii, David Latham thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian và Lars Buchhave của Đại học Copenhagen. Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ NASA.
Qua MIT