Bước tiếp theo trong việc nghiên cứu các ngoại hành tinh là cần tìm hiểu kỹ hơn về khí quyển của chúng. Các nhà thiên văn có thể khá dễ dàng xác định được khối lượng, mật độ và các đặc điểm vật lý khác của một hành tinh. Nhưng việc xác định đặc điểm khí quyển của chúng phức tạp hơn nhiều.
Các nhà thiên văn đã gặt hái được một số thành công trong việc nghiên cứu khí quyển của các ngoại hành tinh, và các thiết bị vũ trụ như Kính thiên văn Không gian James Webb và sứ mệnh ARIEL của ESA (ARIEL là một kính thiên văn của Cơ quan Không gian Châu Âu được dự kiến phóng vào năm 2029 để thực hiện nhiệm vụ khảo sát viễn thám khí quyển ngoại hành tinh ở bước sóng hồng ngoại) sẽ giúp ích cho việc này rất nhiều. Nhưng có tới hàng nghìn ngoại hành tinh đã được xác nhận và nhiều ngoại hành tinh khác nữa cũng sẽ được tìm thấy, và điều Webb cần chính là thời gian.
Liệu các kính thiên văn nhỏ hơn đặt trên mặt đất có thể đóng một vai trò nào đó trong việc tìm hiểu khí quyển của các ngoại hành tinh hay không?
Mọi thứ mà chúng ta biết về các ngoại hành tinh đều là nhờ vào ánh sáng. Một ngoại hành tinh cho thấy sự có mặt bằng việc làm mờ đi một lượng nhỏ ánh sáng từ sao chủ của nó. Các nhà thiên văn cũng có thể đo khối lượng, kích thước và mật độ của ngoại hành tinh dựa vào ánh sáng từ sao chủ, khi mà hành tinh này gây ảnh hưởng nhỏ lên ngôi sao dẫn tới ánh sáng của ngôi sao bị thay đổi trong một khoảng thời gian ngắn. Để đo được những dao động này trong ánh sáng cần có các kính thiên văn và thiết bị thu thập ánh sáng mạnh.
Nghiên cứu khí quyển của ngoại hành tinh đòi hỏi mức độ tinh vi và độ phân giải cao của các công nghệ tương tự. Các nhà thiên văn có thể xác định một số thành phần trong khí quyển của một ngoại hành tinh bằng cách theo dõi ánh sáng của ngôi sao khi luồng ánh sáng này đi qua khí quyển của ngoại hành tinh đó. Các nhà thiên văn thực hiện việc này bằng máy quang phổ.
Các đài quan sát lớn nhất trên thế giới được lắp đặt các máy quang phổ với độ phân giải cao. Chẳng hạn như máy quang phổ ESPRESSO (viết tắt của cụm từ Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations / Một thiết bị dùng để đo quang phổ của các ngoại hành tinh đất đá và các quan sát quang phổ ổn định) được gắn ở đài quan sát VLT (Very Large Telescope) của ESO (hình ảnh phía trên). Nhưng cũng có nhiều kính thiên văn nhỏ hơn VLT. Các tác giả của một bài báo mới cho rằng một số kính thiên văn nhỏ hơn, khi được trang bị một máy quang phổ với độ phân giải cao cũng có thể thúc đẩy việc nghiên cứu về khí quyển của các ngoại hành tinh.
Tiêu đề của bài báo này là “Khí quyển ngoại hành tinh ở độ phân giải cao được quan sát qua một kính thiên văn có kích thước không quá lớn. Fe II được tìm thấy trong khí quyển của ngoại hành tinh MASCARA-2b và KELT-9b bằng máy quang phổ FIES được gắn trên Kính thiên văn Quang học Bắc Âu (NOT)”. Tác giả chính của bài báo này là Aaron Bello-Arufe, một nghiên cứu sinh Tiến sĩ thuộc nhóm nghiên cứu về ngoại hành tinh tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch. Astronomy and Astrophysics (một loại tạp chí chuyên ngành về thiên văn và vật lý thiên văn) đã chấp thuận bài báo này và sẽ xuất bản nó.
FIES là viết tắt của cụm từ Fibre-fed Echelle Spectrograph. Đây là một loại máy quang phổ Echelle hoạt động giống như công cụ quang phổ ESPRESSO được gắn trên kính của VLT. Đây là thiết bị mới nhất được bổ sung vào NOT, một kính thiên văn với đường kính dài 2,56m đặt tại La Palma của Quần đảo Canaria (Tây Ban Nha). Các tác giả của bài báo này cho rằng: “Công trình nghiên cứu của chúng tôi chứng minh tính khả thi của việc thăm dò khí quyển của các ngoại hành tinh bằng máy quang phổ FIES. Rất nhiều phát hiện mới về khí quyển có thể được tiết lộ thông qua thiết bị này và các máy quang phổ có độ phân giải cao khác gắn trên kính thiên văn có kích thước tương tự”.
Hồng Anh
Theo Phys.org
