Vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh bằng phương pháp quá cảnh (TESS) của NASA đã phát hiện ra một hành tinh có kích thước trong khoảng từ Sao Hỏa tới Trái Đất, di chuyển quanh một ngôi sao sáng và lạnh ở gần. Hành tinh này được gọi là L 98-59b, nó là hành tinh nhỏ nhất từng được TESS phát hiện.
Có 2 hành tinh khác cùng có quỹ đạo quanh ngôi sao này. Mặc dù kích thước cả 3 hành tinh đã được xác định, việc nghiên cứu bằng các kính thiên văn khác nhau vẫn cần thiết, để biết được hành tinh đó có khí quyển hay không và nếu có thì thành phần ra sao. Hệ L 98-59 có số lượng các ngoại hành tinh nhỏ ở khoảng cách gần gấp đôi các hệ khác- vì vậy những hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời này là đối tượng phù hợp để quan sát.
“Phát hiện này là một thành tựu kỹ thuật và khoa học tuyệt vời với TESS” , Veselin Kostov - nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, và viện SETI ở Mountain View, California nói, “Đối với nghiên cứu khí quyển các hành tinh nhỏ, bạn cần hành tinh có quỹ đạo ngắn xung quanh các ngôi sao sáng, nhưng những hành tinh như vậy rất khó phát hiện. Hệ này có tiềm năng cho các nghiên cứu hấp dẫn trong tương lai.”
Một bài bài báo về những phát hiện của Kostov và nhóm của ông đã được xuất bản trong số ra ngày 27 tháng 6 trên The Astronomical Journal.
L 98-59b có kích thước bằng khoảng 80% Trái Đất, nhỏ hơn 10% so với kỉ lục trước đó được phát hiện bởi TESS. Ngôi sao chủ của nó, L 98-59 là một sao lùn loại M, có khối lượng khoảng 1/3 Mặt Trời và cách chúng ta khoảng 35 năm ánh sáng, trong khu vực chòm sao Volans. Trong khi L 98-59b là một kỷ lục với TESS, vẫn có các hành tinh nhỏ hơn đã được phát hiện trong dữ liệu do vệ tinh Kepler của NASA thu thập, bao gồm Kepler-37b, nó chỉ lớn hơn Mặt Trăng 20%.
Hai hành tinh còn lại trong hệ là L 98-59c và L 98-59d có kích thước tương ứng khoảng 1,4 và 1,6 lần Trái Đất. Cả ba được TESS phát hiện thông qua hiện tượng quá cảnh, sự sụt giảm định kỳ trong độ sáng của ngôi sao xảy ra khi mỗi hành tinh đi qua phía trước nó.
TESS theo dõi một khu vực có độ rọng 24x96 độ trên bầu trời, mỗi lượt kéo dài 27 ngày. Khi vệ tinh kết thúc năm quan sát đầu tiên vào tháng 7 này, hệ L 98-59 sẽ xuất hiện ở bảy trong số 13 khu vực tạo nên bầu trời phía Nam. Nhóm của Kostov hy vọng điều này sẽ cho phép các nhà khoa học điều chỉnh chính xác hơn những gì đã biết về ba hành tinh được xác nhận và tìm kiếm các hành tinh khác trong hệ.
"Nếu có nhiều hơn một hành tinh trong cùng một hệ, chúng có thể tương tác hấp dẫn với nhau," Jonathan Brande, đồng tác giả, nhà vật lý thiên văn tại Goddard và Đại học Maryland, College Park nói, "TESS sẽ quan sát L 98-59 trong đủ khu vực để có thể phát hiện những hành tinh có chu kỳ quỹ đạo khoảng 100 ngày trở xuống. Nhưng nếu chúng ta thực sự may mắn, chúng ta có thể thấy tác động hấp dẫn của các hành tinh chưa được khám phá trên những hành tinh hiện đang biết."
Những sao lùn M như L 98-59 chiếm 3/4 số sao trong thiên hà Milky Way của chúng ta. Chúng không lớn hơn một nửa khối lượng Mặt Trời và có nhiệt độ thấp hơn nhiều - nhiệt độ bề mặt chỉ 70% so với Mặt Trời. Các ví dụ khác về loại sao này bao gồm TRAPPIST-1 - một hệ gồm 7 hành tinh cỡ Trái Đất và Proxima Centauri - ngôi sao hàng xóm gần nhất của chúng ta, nơi có một hành tinh đã được xác nhận. Vì những ngôi sao nhỏ có nhiệt độ thấp này rất phổ biến, các nhà khoa học muốn tìm hiểu thêm về các hệ hành tinh hình thành xung quanh chúng.
L 98-59b là hành tinh trong cùng, có chu kỳ quỹ đạo 2,25 ngày, ở rất gần ngôi sao, nó nhận được gấp 22 lần lượng năng lượng mà Trái Đất nhận được từ Mặt Trời. Hành tinh ở giữa, L 98-59c, có chu kỳ quỹ đạo 3,7 ngày và nhận lượng bức xạ gấp khoảng 11 lần so với Trái Đất. L 98-59d, hành tinh xa nhất được xác định trong hệ cho đến nay, di chuyển quanh ngôi sao với chu kỳ 7,5 ngày và nhận bức xạ gấp bốn lần so với Trái Đất.
Không có hành tinh nào nằm trong “vùng sống được” của ngôi sao này, đó là khu vực mà nước ở dạng lỏng có thể tồn tại trên bề mặt của chúng. Tuy nhiên, tất cả chúng chiếm giữ cái mà các nhà khoa học gọi là "vùng Sao Kim", một khoảng cách tới sao mà tại đó một hành tinh có bầu khí quyển ban đầu giống Trái Đất có thể trải nghiệm hiệu ứng nhà kính đến khi biến nó thành bầu khí quyển giống như Sao Kim. Dựa trên kích thước xác định được, hành tinh thứ ba có thể là một hành tinh đá giống như Sao Kim hoặc một dạng giống như Sao Hải Vương, với một lõi đá nhỏ nằm sâu trong khí quyền dày.
Một trong những mục tiêu của TESS là xây dựng một danh mục các hành tinh đá nhỏ di chuyển trên quỹ đạo ngắn xung quanh những ngôi sao rất sáng và gần để nghiên cứu khí quyển bằng Kính thiên văn không gian James Webb sắp tới của NASA. Bốn trong số các hành tinh của hệ TRAPPIST-1 là những ứng cử viên hàng đầu và các hành tinh của L 98-59 của nhóm Kostov phát hiện cũng vậy.
Nhiệm vụ TESS được thực hiện với mong muốn hiểu được chúng ta đến từ đâu và liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ hay không.
"Nếu chúng ta quan sát Mặt Trời từ L 98-59, hiện tượng quá cảnh của Trái Đất và Sao Kim sẽ cho thấy hai hành tinh gần như giống hệt nhau, nhưng chúng ta biết chúng không như vậy,” Joshua Schlieder, đồng tác giả và nhà vật lý thiên văn tại Goddard nói. "Vẫn còn nhiều câu hỏi về lý do tại sao Trái Đất có thể ở được còn Sao Kim thì không. Nếu chúng ta có thể tìm và nghiên cứu ví dụ tương tự xung quanh các ngôi sao khác, như L 98-59, chúng ta có khả năng mở khóa một số bí mật đó."
Đắc Cường
Theo Science Daily
