Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế dẫn đầu bởi Charles Cadieux, nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại Đại học Montreal và là thành viên của Viện Nghiên cứu Ngoại Hành tinh (iREx), đã công bố phát hiện TOI-1452 b, một ngoại hành tinh quay quanh một trong hai sao nhỏ trong một hệ sao kép nằm trong chòm sao Draco, có khoảng cách xấp xỉ 100 năm ánh sáng so với Trái Đất.
Ngoại hành tinh này có kích thước và khối lượng lớn hơn một chút so với Trái Đất và nằm tại vùng “không quá nóng cũng không quá lạnh” so với ngôi sao mẹ của nó (thường gọi là "vùng sống được"), nơi mà nước dạng lỏng có thể tồn tại trên bề mặt của nó. Các nhà thiên văn học tin rằng ngoại hành tinh này có thể là một "hành tinh đại dương", một hành tinh được bao phủ hoàn toàn bởi một lớp nước dày, tương tự như một số vệ tinh của Sao Mộc và Sao Thổ.
Trong một bài báo được xuất bản trên The Astronomical Journal mới đây, Cadieux và nhóm của ông đã mô tả những quan sát làm sáng tỏ bản chất và đặc điểm độc đáo của ngoại hành tinh này.
Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra một ngoại hành tinh có thể bị bao phủ hoàn toàn bởi nước. Nguồn: Benoit Gougeon, Đại học Montreal
René Doyon, Giáo sư Đại học Montreal và đồng Giám đốc iREx và Đài quan sát Mont-Mégantic (Observatoire du Mont-Mégantic - OMM), cho biết: “Tôi vô cùng tự hào về khám phá này, nó chứng tỏ năng lực của các nhà nghiên cứu và thiết bị đo đạc của chúng tôi. Nhờ có OMM, SPIRou - một công cụ đặc biệt đã được thiết kế trong phòng thí nghiệm, và một phương pháp phân tích sáng tạo do nhóm nghiên cứu phát triển mà chúng tôi có thể phát hiện ra ngoại hành tinh có một không hai này."
Nhờ kính thiên văn không gian TESS của NASA chuyên khảo sát toàn bộ bầu trời để tìm kiếm các hệ hành tinh gần với Hệ Mặt Trời của chúng ta, các nhà nghiên cứu đã lần ra dấu vết của ngoại hành tinh này. Dựa trên tín hiệu TESS thu được, độ sáng của ngoại hành tinh này giảm nhẹ sau mỗi 11 ngày, kết quả là, các nhà thiên văn dự đoán nó lớn hơn Trái Đất khoảng 70%.
Charles Cadieux thuộc một nhóm các nhà thiên văn học thực hiện các quan sát trên mặt đất, theo dõi các thiên thể được xác định bởi TESS để xác nhận loại hành tinh và đặc điểm của nó. Ông sử dụng PESTO, một máy ảnh được lắp đặt trên kính thiên văn của OMM được phát triển bởi Giáo sư David Lafrenière và nghiên cứu sinh Tiến sĩ François-René Lachapelle thuộc Đại học Montreal.
Cadieux giải thích: “OMM đóng một vai trò quan trọng trong việc xác nhận bản chất của tín hiệu này và ước tính bán kính của hành tinh. Đây không phải là một cuộc kiểm tra thông thường. Chúng tôi phải đảm bảo rằng tín hiệu được phát hiện bởi TESS thực sự tới từ ngoại hành tinh TOI-1452, hành tính lớn nhất trong hệ sao kép."
Sao mẹ của TOI-1452 nhỏ hơn nhiều so với Mặt Trời của chúng ta và là một trong hai ngôi sao có kích thước tương tự trong hệ sao kép. Hai ngôi sao quay quanh nhau và cách nhau một khoảng cách nhỏ cỡ 97 đơn vị thiên văn, hoặc khoảng hai lần rưỡi khoảng cách giữa Mặt Trời và hành tinh lùn Pluto - đến nỗi kính thiên văn TESS coi chúng như một điểm sáng duy nhất. Nhưng độ phân giải của PESTO đủ cao để phân biệt hai vật thể và các hình ảnh cho thấy ngoại hành tinh này quay quanh quỹ đạo TOI-1452, điều này đã được xác nhận thông qua các quan sát sau đó của một nhóm nghiên cứu Nhật Bản.
Sự khéo léo trong công việc
Để xác định khối lượng của hành tinh, các nhà nghiên cứu sau đó đã quan sát hệ hành tinh này bằng SPIRou, một thiết bị đã được lắp đặt trên Kính thiên văn Canada-Pháp-Hawaii tại Hawaii. Được thiết kế phần lớn tại Canada, SPIRou rất lý tưởng trong việc nghiên cứu các ngôi sao có khối lượng nhỏ như TOI-1452 vì nó hoạt động trong quang phổ hồng ngoại, nơi những ngôi sao này sáng nhất. Thậm chí sau đó, phải mất hơn 50 giờ quan sát để ước tính khối lượng của ngoại hành tinh, được cho là gần gấp 5 lần Trái Đất.
Mô tả mỹ thuật bề mặt của TOI-1452 b, có thể là một "hành tinh đại dương", tức là một hành tinh được bao phủ hoàn toàn bởi một lớp dày toàn nước lỏng. Nguồn: Benoit Gougeon, Đại học Montreal
Hai nhà nghiên cứu Étienne Artigau và Neil Cook, thuộc iREx tại Đại học Montreal, đã đóng một vai trò quan trọng trong việc phân tích dữ liệu. Họ đã phát triển một phương pháp phân tích mạnh mẽ có khả năng phát hiện hành tinh trong cơ sở dữ liệu được thu thập được bằng SPIRou. "Phương pháp LBL [cho từng dòng] cho phép chúng tôi làm sạch dữ liệu trong chuỗi tín hiệu nhiễu sóng thu được bằng SPIRou và tiết lộ tín hiệu yếu ớt của các hành tinh như ngoại hành tinh mà nhóm của chúng tôi phát hiện", Artigau giải thích.
Nhà nghiên cứu Farbod Jahandar và Thomas Vandal, là hai Nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại Đại học Montréal, Quebec cũng thuộc nhóm nghiên cứu. Jahandar đã phân tích thành phần của ngôi sao mẹ, điều này rất hữu ích để thu hẹp các dự đoán về cấu trúc bên trong của hành tinh, trong khi Vandal tham gia vào việc phân tích dữ liệu thu thập được bằng SPIRou.
Một thế giới “ướt át”
Ngoại hành tinh TOI-1452 b có thể hình thành bằng đá giống như Trái Đất, nhưng bán kính, khối lượng và mật độ của nó cho thấy rằng đây là một thế giới rất khác so với Trái Đất của chúng ta. Trái Đất về bản chất là một hành tinh rất khô; mặc dù đôi khi chúng ta gọi nó là Hành tinh Xanh vì khoảng 70% bề mặt của Trái Đất được bao phủ bởi đại dương, nước thực sự chỉ chiếm một phần không đáng kể (dưới 1%) khối lượng của Trái Đất.
Nước có thể dồi dào hơn nhiều trên một số ngoại hành tinh. Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã xác định và xác nhận bán kính và khối lượng của nhiều ngoại hành tinh có kích thước nằm giữa Trái Đất và Sao Hải Vương (lớn hơn Trái Đất khoảng 3,8 lần). Một số hành tinh trong số này có mật độ chỉ có thể giải thích được nếu một phần lớn khối lượng của chúng được tạo thành từ các vật liệu nhẹ hơn vật liệu đã tạo nên cấu trúc bên trong của Trái Đất, chẳng hạn như nước. Những thế giới giả định này được mệnh danh là những "hành tinh đại dương."
“TOI-1452 b là một trong những ứng viên sáng giá nhất cho một hành tinh đại dương mà chúng tôi đã tìm thấy cho đến nay”. Cadieux cho biết: "Bán kính và khối lượng của nó cho thấy mật độ thấp hơn nhiều so với những gì người ta mong đợi đối với một hành tinh về cơ bản được tạo thành từ kim loại và đá, như Trái Đất."
Mykhaylo Plotnykov và Diana Valencia đến từ Đại học Toronto là những chuyên gia về mô hình nội cấu trúc của ngoại hành tinh. Phân tích TOI-1452 b của họ cho thấy nước có thể chiếm tới 30% khối lượng của nó, một tỷ lệ tương tự như tỷ lệ của một số vệ tinh tự nhiên trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, chẳng hạn như các vệ tinh Ganymede và Callisto của Sao Mộc, và các vệ tinh Titan và Enceladus của Sao Thổ.
Còn tiếp…
Một ngoại hành tinh như TOI-1452 b là một ứng viên hoàn hảo để quan sát thêm bằng Kính thiên văn Không gian James Webb, gọi tắt là Webb. Nó là một trong số ít hành tinh được biết đến có các đặc điểm phù hợp với hành tinh đại dương. Nó đủ gần Trái Đất để các nhà nghiên cứu có thể hy vọng tìm hiểu bầu khí quyển của nó và kiểm tra giả thuyết này. Và, nếu may mắn, nó sẽ nằm ở một vùng bầu trời mà kính thiên văn có thể quan sát quanh năm.
Doyon, người đã khái quát khái niệm về thấu kính NIRISS của James Webb cho biết: “Những quan sát bằng Webb để hiểu rõ hơn về TOI-1452 b là điều cần thiết. Ngay khi có thể, chúng tôi sẽ đặt lịch trên Webb để quan sát thế giới kỳ lạ và tuyệt vời này."
Goneww
Theo Phys.org
