Đài quan sát trên không SOFIA của NASA gần đây đã thực hiện hoàn chỉnh nghiên cứu về một hệ hành tinh ở gần. Nghiên cứu này đã xác nhận rằng hệ hành tinh gần này có kết cấu đặc biệt giống với Hệ Mặt Trời của chúng ta.
Nằm cách chúng ta 10,5 năm ánh sáng trong khu vực chòm sao Eridanus, Epsilon Eridani (viết tắt là eps Eri) là hệ hành tinh gần nhất ở quanh một sao tương tự như Mặt Trời thời kỳ đầu. Đây là một vị trí lý tưởng để nghiên cứu xem các hành tinh đã được hình thành ra sao quanh một sao tương tự Mặt Trời.
Những nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng eps Eri có một đĩa vật chất bao quanh, nó là những phần tàn dư còn lại sau khi các hành tinh đã được hình thành hoàn chỉnh quanh ngôi sao. Những tàn dư này có thể ở dạng khí và bụi cũng như dưới dạng những thiên thể nhỏ dạng đá hoặc băng. Đĩa tàn dư này có thể tiếp tục giữ dạng đĩa như vậy hoặc tập hợp lại thành vành đai các thiên thể nhỏ tương tự như vành đai tiểu hành tinh hay vành đai Kuiper trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Hơn thế nữa, những phép đo chi tiết về chuyển động của hệ này còn chỉ ra rằng có một hành tinh có khối lượng cỡ Sao Mộc đang chuyển động quanh ngôi sao ở khoảng cách cũng tương tự khoảng cách từ Sao Mộc tới Mặt Trời.
Với những hình ảnh mới thu được của SOFIA, Kate Su tại Đại học Arizona và nhóm nghiên cứu của bà đã có thể phân định được hai mô hình lý thuyết về vị trí của các mảnh vụn ấm (khí và bụi) trong hệ eps Eri. Những mô hình này dựa trên dữ liệu thu được từ kính thiên văn không gian Spitzer của NASA.
Một mô hình chỉ ra rằng vật chất ấm (warm material) nằm trong hai vành hẹp tương ứng với vị trí quỹ đạo của vành đai tiểu hành tinh và Sao Thiên Vương trong Hệ Mặt Trời. Sử dụng mô hình này, các nhà lý thuyết thấy rằng hành tinh lớn nhất trong hệ thường có thể đi liền với một vành đai những mảnh vụn ở gần đó (như Sao Mộc và vành đai tiểu hành tinh trong Hệ Mặt Trời).
Mô hình còn lại cho thấy vật chất ấm có nguồn gốc từ phía ngoài của khu vực tương ứng với vành đai tiểu hành tinh của chúng ta và được lấp đầy trong một đĩa vật chất trải rộng về phía ngôi sao trung tâm. Trong mô hình này, vật chất ấm trải ra trên một đĩa rộng, không tập trung thành những vành tương tự như vành đai tiểu hành tinh cũng như không liên quan tới bất cứ hành tinh nào trong khu vực phía trong.
Sử dụng SOFIA, Su và nhóm của bà xác nhận chắc chắn rằng vật chất ấm quanh eps Eri được sắp xếp giống như mô hình đầu tiên dự đoán. Lượng vật chất đó tập trung trong ít nhất một vành đai hẹp chứ không phải một đĩa rộng như mô hình thứ hai.
Những quan sát này thực hiện được nhờ SOFIA được trang bị một kính thiên văn có đường kính lớn hơn Spitzer - kính của SOFIA có đường kính 100 inch (2,5 mét) trong khi của Spitzer chỉ có 33,5 inch (0,85 mét). Kính thiên văn này cho phép nhóm nghiên cứu phân biệt được những chi tiết nhỏ gấp ba lần so với những gì có thể nhìn được bởi Spitzer. Bên cạnh đó, SOFIA còn có một camera cực nhạy ghi hình ở dải trung hồng ngoại có tên là FORCAST (viết tắt của Faint Object infraRed CAmera - Camera ghi hình vật thể mờ ở dải hồng ngoại) được gắn vào kính thiên văn nêu trên, cho phép nghiên cứu bức xạ hồng ngoại từ vật chất nóng quanh eps Eri ở bước sóng từ 25 đến 40 micromet - bước sóng vốn không thể thu được từ những đài quan sát mặt đất.
"Độ phân giải cực cao của SOFIA kết hợp với phạm vi bước sóng độc nhất của FORCAST cho phép chúng tôi giải quyết được vấn đề về bức xạ ấm quanh eps Eri, xác nhận mô hình cho thấy vật chất ấm tập trung gần quỹ đạo của hành tinh tương tự Sao Mộc," Su cho biết. "Hơn thế nữa, một thiên thể cỡ hành tinh là cần có để ngăn chặn bụi từ vùng phía ngoài, tương tự như vai trò của Sao Hải Vương trong Hệ Mặt Trời. Thật thú vị khi mà eps Eri, một phiên bản trẻ hơn nhiều của Hệ Mặt Trời lại được sắp xếp rất giống hệ của chúng ta."
Nghiên cứu này đã được công bố trên Astronomical Journal hôm 25 tháng 4 vừa qua.
SOFIA
SOFIA là viết tắt của "Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy" (Đài quan sát ở tầng bình lưu sử dụng cho thiên văn hồng ngoại). Nó không phải một kính thiên văn không gian mà thực tế là một chiếc máy bay Boing 747SP được thiết kế để mang theo chiếc kính thiên văn 100 inch thực hiện cho việc quan sát từ trên tầng cao khí quyển của Trái Đất. Đây là một dự án liên kết giữa NASA và Trung tâm hàng không không gian Đức (DLR).
Bryan
Theo NASA
