Một thế giới ngoài hệ mặt trời bao phủ trong nước?

Một thế giới ngoài hệ mặt trời bao phủ trong nước?

    Một thế giới ngoài hệ mặt trời bao phủ trong nước?
    của Đại học Montreal

    An extrasolar world covered in water?
    Hình ảnh nghệ thuật của ngoại hành tinh TOI-1452 b, một hành tinh nhỏ có thể bị bao phủ hoàn toàn trong đại dương sâu. Nhà cung cấp hình ảnh: Benoit Gougeon, Université de Montréal


    Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế dẫn đầu bởi Charles Cadieux, một Tiến sĩ. sinh viên tại Đại học Montréal và là thành viên của Viện Nghiên cứu về Hành tinh ngoài (iREx), đã công bố phát hiện ra TOI-1452 b, một hành tinh ngoại quay quanh một trong hai ngôi sao nhỏ trong một hệ nhị phân nằm trong chòm sao Draco khoảng 100 ánh sáng- năm từ Trái đất.

    Ngoại hành tinh này có kích thước và khối lượng lớn hơn một chút so với Trái đất và nằm ở khoảng cách so với ngôi sao của nó, nơi nhiệt độ của nó sẽ không quá nóng cũng không quá lạnh để nước lỏng tồn tại trên bề mặt của nó. Các nhà thiên văn học tin rằng nó 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 mặt trăng của Sao Mộc và Sao Thổ.

    Trong một bài báo được xuất bản ngày hôm nay trên Tạp chí Thiên văn, Cadieux và nhóm của ông đã mô tả những quan sát đã làm sáng tỏ bản chất và đặc điểm của hành tinh ngoại độc đáo này.

    Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra một hành tinh ngoại có thể bị bao phủ hoàn toàn trong nước. Nhà cung cấp hình ảnh: Benoit Gougeon, Université de Montréal


    René Doyon, Giáo sư và Giám đốc Đại học Montréal của iREx và của Observatoire du Mont-Mégantic (OMM), cho biết: “Tôi vô cùng tự hào về khám phá này vì nó cho thấy năng lực cao của các nhà nghiên cứu và thiết bị đo đạc của chúng tôi. "Nhờ có OMM, một công cụ đặc biệt được thiết kế trong phòng thí nghiệm của chúng tôi có tên là SPIRou, và một phương pháp phân tích sáng tạo do nhóm nghiên cứu của chúng tôi phát triển mà chúng tôi có thể phát hiện ra hành tinh có một không hai này."

    Chính kính viễn vọng không gian TESS của NASA, chuyên khảo sát toàn bộ bầu trời để tìm kiếm các hệ hành tinh gần với hành tinh của chúng ta, đã đưa các nhà nghiên cứu lần theo dấu vết của ngoại hành tinh này. Dựa trên tín hiệu TESS cho thấy độ sáng giảm nhẹ sau mỗi 11 ngày, các nhà thiên văn dự đoán một hành tinh lớn hơn Trái đất khoảng 70%.

    Charles Cadieux thuộc một nhóm các nhà thiên văn học thực hiện các quan sát trên mặt đất các ứng viên được TESS xác định để xác nhận loại hành tinh và đặc điểm của họ. Ông sử dụng PESTO, một máy ảnh được lắp đặt trên kính thiên văn của OMM được phát triển bởi Giáo sư David Lafrenière của Đại học Montréal và Tiến sĩ của ông. sinh viên François-René Lachapelle.

    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 mà TESS phát hiện được thực sự là do một hành tinh ngoài hành tinh quay quanh TOI-1452, ngôi sao lớn nhất trong hai ngôi sao trong hệ nhị phân đó."

    Ngôi sao chủ 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 nhị phân. Hai ngôi sao quay quanh nhau và cách nhau một khoảng cách nhỏ - 97 đơn vị thiên văn, hoặc khoảng hai lần rưỡi khoảng cách giữa Mặt trời và Sao Diêm Vương - 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 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 thống này bằng SPIRou, một thiết bị được lắp đặt trên Kính viễn vọng Canada-Pháp-Hawaii ở Hawai'i. Được thiết kế phần lớn ở Canada, SPIRou lý tưởng để nghiên cứu các ngôi sao khối lượng thấp 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 hành tinh, được cho là gần gấp 5 lần Trái đất.

    An extrasolar world covered in water?
    Mô tả nghệ 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 nước lỏng dày. Nhà cung cấp hình ảnh: Benoit Gougeon, Université de Montréal
    Các nhà nghiên cứu Étienne Artigau và Neil Cook, cũng với iREx tại Đại học Montréal, 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 dữ liệu được thu thập bằng SPIRou. "Phương pháp LBL [cho từng dòng] cho phép chúng tôi làm sạch dữ liệu thu được bằng SPIRou của nhiều tín hiệu ký sinh trùng và để lộ dấu hiệu yếu của các hành tinh như hành tinh mà nhóm của chúng tôi phát hiện ra", Artigau giải thích.

    Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm các nhà nghiên cứu Quebec Farbod Jahandar và Thomas Vandal, hai Tiến sĩ. sinh viên tại Đại học Montréal. Jahandar đã phân tích thành phần của ngôi sao chủ, điều này rất hữu ích để hạn chế 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 đầy nước

    Ngoại hành tinh TOI-1452 b có thể bằng đá giống như Trái đất, nhưng bán kính, khối lượng và mật độ của nó cho thấy một thế giới rất khác với thế giới 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 nó được bao phủ bởi đại dương, 

    nước thực sự chỉ chiếm một phần không đáng kể khối lượng của nó - dưới 1%.

    Nước có thể dồi dào hơn nhiều trên một số ngoại hành tinh. Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn đã xác định và xác định bán kính và khối lượng của nhiều hành tinh ngoại có kích thước nằm giữa Trái đất và Hải Vương tinh (lớn hơn Trái đất khoảng 3,8 lần). Một số hành tinh trong số này có mật độ mà chỉ có thể giải thích được nếu một phần lớn khối lượng của chúng được tạo thành từ các vật liệu nhẹ hơn những hành tinh tạo nên cấu trúc bên trong của Trái đất, chẳng hạn như nước. Những thế giới giả định này được mệnh danh là "hành tinh đại dương."

    Cadieux cho biết: “TOI-1452 b là một trong những ứng cử viên sáng giá nhất cho một hành tinh đại dương mà chúng tôi đã tìm thấy cho đến nay. "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 của Đại học Toronto là những chuyên gia về mô hình nội thất hành tinh ngoài 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 cử viên hoàn hảo để quan sát thêm bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb, gọi tắt là Webb. Nó là một trong số ít hành tinh ôn đới 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 nghiên cứu bầu khí quyển của nó và kiểm tra giả thuyết này. Và, trong một lần may mắn, nó nằm ở một vùng của bầu trời mà kính thiên văn có thể quan sát quanh năm.

    Doyon, người đã khái quát khái niệm về thành phần NIRISS của James Webb, cho biết: “Những quan sát của chúng tôi với Kính viễn vọng Webb sẽ là điều cần thiết để hiểu rõ hơn về TOI-1452 b. "Ngay khi có thể, chúng tôi sẽ đặt thời gian trên Webb để quan sát thế giới kỳ lạ và tuyệt vời này."

    Bài báo "TOI-1452 b: SPIRou và TESS tiết lộ một siêu Trái đất trong quỹ đạo ôn đới chuyển tiếp sao lùn M4" được xuất bản vào ngày 12 tháng 8 năm 2022 trên The Astronomical Journal. Ngoài Charles Cadieux, René Doyon, Étienne Artigau, Neil Cook, Farbod Jahandar và Thomas Vandal tại iREx của Đại học Montréal, nhóm nghiên cứu bao gồm Nicolas B. Cowan (iREx, MSI, McGill, Canada); Björn Benneke, Stefan Pelletier và Antoine Darveau-Bernier (iREx, UdeM, Canada); Ryan Cloutier, cựu thành viên iREx (Harvard, Hoa Kỳ); và các đồng tác giả từ Đại học Toronto, Pháp, Brazil, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ, Bồ Đào Nha, Hungary, Đức và Crimea.

    Zalo
    Hotline