Trong một bài báo được công bố gần đây trên tạp chí Nature Astronomy, các nhà nghiên cứu thuộc Viện vật lý hấp dẫn Max Planck (tức Viện Albert Einstein - AEI) ở Potsdam (Đức) và Ủy ban năng lượng nguyên tử và năng lượng thay thế Pháp (CEA) gợi ý rằng đài quan sát không gian sử dụng để tìm kiếm sóng hấp dẫn có tên là LISA sẽ có thể xác định được các ngoại hành tinh chuyển động quanh các cặp sao lùn trắng có ở khắp nơi trong thiên hà Milky Way chúng ta cũng như ở hai thiên hà gần được gọi là hai Đám Mây Magellan.
Phương pháp mới này sẽ vượt qua những giới hạn cố định của các kỹ thuật vốn xác định các hành tinh qua sóng điện từ hiện tại, và qua đó có thể cho phép LISA phát hiện được những hành tinh có khối lượng tối thiểu 50 lần Trái Đất.
Trong hai thập kỷ vừa qua, hiểu biết của chúng ta về các ngoại hành tinh đã tăng thêm một cách đáng kể, và hơn 4.000 hành tinh chuyển động quanh các sao khác đã được phát hiện. Cho tới nay, các kỹ thuật đã được sử dụng để tìm kiếm và xác định đặc điểm của những hệ này đều dựa trên bức xạ điện từ và chúng bị giới hạn trong phạm vi vùng lân cận của Hệ Mặt Trời và một số khu vực của thiên hà chúng ta.
Trong bài báo mới đăng, Tiến sĩ Nicola Tamanini ở AEI và đồng nghiệp của ông là tiến sĩ Camilla Danielski ở CEA đã cho thấy những giới hạn này có thể được vượt qua nhờ sóng hấp dẫn.
"Chúng tôi đề xuất một phương pháp sử dụng sóng hấp dẫn để tìm kiếm các ngoại hành tinh chuyển động quanh các cặp sao lùn trắng," Tamanini nói.
Sao lùn trắng là những tàn dư còn lại của các sao tương tự như Mặt Trời.
"LISA sẽ đo sóng hấp dẫn từ hàng nghìn cặp sao lùn trắng. Khi một hành tinh chuyển động quanh một cặp sao kép như vậy, sóng hấp dẫn thu được sẽ khác so với sóng từ một hệ không có hành tinh. Sự thay đổi đặc trưng trong hình dạng của sóng hấp dẫn thu được sẽ cho phép chúng tôi khám phá ra các hành tinh."
Sóng hấp dẫn với dịch chuyển Doppler
Phương pháp mới của nhóm nghiên cứu khai thác dịch chuyển Doppler của sóng hấp dẫn gây ra bởi lực hấp dẫn do hành tinh tác động lên cặp sao lùn trắng. Kỹ thuật này tương tự với phương pháp đo vận tốc xuyên tâm rất phổ biến trong việc tìm kiếm ngoại hành tinh bằng các kính thiên văn thu sóng điện từ.
Tuy nhiên, lợi thế của sóng hấp dẫn là nó không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của sao, vốn là thứ có thể cản trở các khám phá thông qua sóng điện từ.
Trong bài báo của mình, Tamanini và Danielski cho thấy dự án sắp tới của ESA có tên là LISA (Viết tắt của một cụm từ có nghĩa là "Ăng ten không gian giao thoa laser") được dự định đưa lên quỹ đạo năm 2034 có thể xác định được các ngoại hành tinh có khối lượng cỡ Sao Mộc quanh các cặp sao lùn trắng trong thiên hà, vượt qua những giới hạn khoảng cách của các kính thiên văn điện từ. Hơn thế nữa, họ chỉ ra rằng LISA có tiềm năng trong cả việc phát hiện những ngoại hành tinh như thế trong các thiên hà khác ở gần chúng ta, qua đó dẫn tới khám phá về những hành tinh đầu tiên ngoài thiên hà.
"LISA sẽ nhắm tới một số lượng ngoại hành tinh hoàn toàn chưa từng được thăm dò," Tamanini giải thích. "Từ quan điểm lý thuyết, không có gì cản trở sự tồn tại của các ngoại hành tinh quanh các cặp sao lùn trắng nhỏ."
Nếu những hệ như vậy tồn tại và được LISA tìm thấy, các nhà khoa học sẽ thu được dữ liệu mới để phát triển thêm mô hình về tiến hóa của hành tinh. Họ sẽ hiểu rõ hơn các điều kiện để một hành tinh có thể tồn tại qua giai đoạn sao khổng lồ đỏ của sao mẹ và cũng qua đó kiểm tra liệu có hay không thế hệ hành tinh thứ hai - những hành tinh hình thanh sau giai đoạn sao khổng lồ đỏ. Ngược lại, nếu LISA không phát hiện được các ngoại hành tinh quanh các cặp sao lùn trắng, các nhà khoa học sẽ đặt ra được giới hạn cho giai đoạn cuối của tiến hóa hành tinh trong Milky Way.
Bryan
Theo Space Daily
