Logo Thư Viện Vật Lý
Banner Thư Viện Vật Lý

Tàu vũ trụ Kepler rời bệ phóng
Người đăng: Trần Nghiêm   
07/03/2009

Một sứ mệnh nhằm tìm kiếm các hành tinh nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta có thể thích hợp cho sự sống vừa được phóng lên từ mũi Canaveral, Florida, vào cuối hôm 6/3, vào lúc 22:48 giờ địa phương. 

 

Tàu vũ trụ Kepler đang được chuẩn bị phóng lên (Nguồn: NASA)

Sứ mệnh ba năm mang tên Kepler sẽ hướng tới khảo sát 100.000 ngôi sao tìm các vật thể kích cỡ Trái đất. Tiêu tốn 590 triệu đô la, phi thuyền NASA này sẽ nhắm tới xác định tỉ lệ sao có một Trái đất quay xung quanh chúng và chỉ dẫn cho những sứ mệnh tương lai trong việc định vị những kẻ song sinh kiểu Trái đất có thể được nghiên cứu thận trọng nhằm tìm bất kì dấu hiệu nào của sự sống.

Nếu được phóng lên thành công, phi thuyền sẽ đi vào một “quỹ đạo thử nghiệm” sẽ rơi ra phía sau Trái đất xấp xỉ 18 triệu km mỗi năm. Từ đây, nó sẽ dõi theo một phần của bầu trời trong hi vọng bắt gặp bất kì ngôi sao nào đó “chớp mắt” khi một hành tinh đi qua phía trước nó.

Camera vũ trụ lớn nhất

Tàu vũ trụ Kepler có camera lớn nhất từng được đưa vào không gian. Dải CCD của nó có hơn 94000 pixel sẽ ghi hình 105 độ vuông của bầu trời.

Phát biểu trước khi phóng phi thuyền, James Fanson, quản trị viên dự án Kepler tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA ở California, nói rằng Kepler sẽ là “một bước tiến quan trọng trong cuộc truy tìm của chúng ta nhằm tìm hiểu xem chúng ta có phải là những kẻ đơn độc trong vũ trụ hay không”. Nếu loại hành tinh của chúng ta là phổ biến, thì Kepler có thể thấy hàng trăm sự đi qua cỡ Trái đất, nhưng nó cũng có thể chẳng thấy gì cả nếu như các hành tinh đất đá là hiếm có.

Hơn 330 hành tinh ngoài hệ mặt trời hiện đã được biết tới, nhưng đa phần chúng là những “kẻ khổng lồ chất khí”. Những hành tinh này dễ phát hiện nhất với các kĩ thuật “vận tốc hướng tâm” truyền thống, đo sự chao đảo mà lực hấp dẫn của chúng tác động lên ngôi sao. Tàu Kepler sẽ sử dụng một kĩ thuật khác, tìm kiếm những sự thay đổi độ sáng của một ngôi sao khi một hành tinh băng qua phía trước nó.

Không bị khí quyển làm lu mờ

Trong vài năm qua, các kính thiên văn nhỏ, chuyên dụng, đặt trên mặt đất đã phát hiện ra hơn 50 hành tinh đang đi qua như vậy, với bán kính từ 5 đến 20 lần bán kính Trái đất. Những lợi thế lớn của tàu Kepler so với những thiết bị này là nó sẽ không bị hạn chế bởi sự lu mờ do khí quyển và sẽ không chịu các thăng giáng nhiệt độ hàng ngày trong thiết bị. Vì thế, nó sẽ có thể đo những thay đổi nhỏ cỡ 10 phần triệu độ sáng của các ngôi sao.

Nhà nghiên cứu chính William Borucki thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ames NASA ở California, ví von độ nhạy này với việc nhìn thấy một con bọ chét đang bò qua một ngọn đèn pha ô tô ở xa. “Cái thật hấp dẫn với tàu Kepler là nó sẽ phát hiện những hành tinh nhỏ hơn nhiều so với cái chúng ta có thể thực hiện từ trên mặt đất”, theo Coel Hellier ở trường Đại học Keele ở Anh, một thành viên của chương trình khảo sát sự đi qua lớn nhất thế giới đặt trên mặt đất gọi tên là SuperWASP.

Chẳng dễ dàng gì

Việc nhìn thấy những thay đổi nhỏ trong độ sáng của một ngôi sao khi một hành tinh đi qua thật chẳng dễ dàng gì. Nếu một ai đó ở trên một hành tinh khác đang nhìn vào Mặt trời của chúng ta, họ sẽ cần phải phát hiện ra một sự giảm 84 phần triệu của độ sáng để chú ý tới hành tinh của chúng ta. Cho dù họ có khả năng này đi nữa, thì họ sẽ phải kiên nhẫn chờ đợi để bắt được sự đi qua 13 giờ chỉ xảy ra một lần mỗi năm.

Hơn nữa, chỉ có 0,5% xác suất cho cơ sở hình học là thích hợp đối với việc nhìn thấy một lần Trái đất đi qua – nói cách khác, các nhà quan sát ở bên ngoài này phải nhìn Mặt trời theo mặt phẳng quỹ đạo của nó.

Để giải quyết sự khác biệt nhỏ này, sứ mệnh Kepler đã chọn một mẫu lớn: 100 000 ngôi sao cách Trái đất 150 đến 2500 năm ánh sáng theo hướng của chòm sao Thiên nga (Sygnus). Nếu như mỗi một trong những ngôi sao này có một hành tinh cỡ Trái đất, thì tàu Kepler sẽ quan sát thấy nhiều nhất là 500 trong số chúng. 

Hành động tiếp theo

Các hành tinh có sức hấp dẫn nhất sẽ là các hành tinh nằm trong cái gọi là vùng có thể ở được, nơi hành tinh có nhiệt độ thích hợp cho nước lỏng – một yêu cầu thiết yếu cho sự sống. Để biết một hành tinh đang đi qua trong quỹ đạo của nó có ở trong vùng này hay không, các nhà thiên văn sẽ quan sát ít nhất ba hoặc bốn lần đi qua, từ đó họ sẽ có thể xác nhận chu kì của hành tinh.

Bằng cách đưa vào một ước tính độc lập về khối lượng của ngôi sao nóng, khi đó họ có thể tính ra bán kính quỹ đạo bằng các định luật chuyển động do nhà thiên văn học Johnnes Kepler suy luận ra vào năm 1609.

Tàu Kepler không phải là khảo sát sự đi qua đầu tiên từ ngoài vũ trụ. Sứ mệnh lớn nhất hiện nay là CoRoT, lãnh đạo là Cơ quan Không gian Pháp (CNES) với sự đóng góp từ Cơ quan không gian châu Âu (ESA) và các quốc gia khác.

Những hành tinh ngoại nhỏ nhất từ trước đến nay

Được phóng lên năm 2007, CoRoT cho đến nay đã phát hiện ra bảy sự đi qua và các nhà nghiên cứu hiện đã công bố xác nhận tìm thấy hành tinh nhỏ nhất ngoài hệ mặt trời từ trước đến nay. Người ta đoán chừng nó là một hành tinh đá, có bán kính gấp 1,8 lần và khối lượng gấp 11 lần so với Trái đất.

Các kết quả tìm kiếm hiện nay của CoRoT báo trước tin tốt lành cho tàu Kepler, sứ mệnh có thể phát hiện ra những hành tinh trong phạm vi chu kì quỹ đạo lớn hơn 10 lần so với CoRoT. “Kepler có một cơ hội rất tốt nhìn thấy hành tinh cỡ Trái đất đó”, theo Malcolm Fridlund, nhà khoa học dự án CoRoT của ESA.

Những giống như mọi phát hiện sự đi qua, các quan sát của Kepler sẽ cần phải được xác nhận bởi phương pháp vận tốc hướng tâm với các kính thiên văn trên mặt đất, như Kính thiên văn Keck ở Hawaii và Kính thiên văn William Herschel trên quần đảo Canary đo khối lượng của một vật thể đang đi qua.

Giống hệt như có vật thể đi qua

Rất nhiều thứ có thể nhại lại sự đi qua. Một số ngôi sao giống như Mặt trời của chúng ta, chẳng hạn, có thể có các vết đen làm thay đổi độ sáng khi chúng quay xung quanh bề mặt, trong khi nhiều ngôi sao khác có những ngôi sao đồng hành mờ nhạt có thể xuất hiện giống như một hành tinh khi chúng đi qua phía trước.

“Cái quan trọng với Kepler là nó sẽ cho chúng ta biết số lượng tương đối của các hành tinh khối lượng nhỏ, trung bình và lớn”, theo Wesley Traub, nhà khoa học chính cho Chương trình Thám hiểm Hành tinh ngoại của JPL.

Kepler ban đầu được lên kế hoạch phóng lên vào hôm 5/3. Tuy nhiên, các kĩ sư NASA đã phải mất thêm một ngày kiểm tra phần cứng chung trên tên lửa Delta II, tên lửa sẽ mang phi thuyền vào quỹ đạo, phần cứng đã sử dụng cho tên lửa Taurus XL đã lao xuống biển hồi tháng trước trong khi mang Đài quan sát Carbon Quỹ đạo của NASA vào vũ trụ.

Kepler sẽ giúp tiếp thêm sức mạnh cho các sứ mệnh tiềm năng trong thập niên tới như  Người tìm Hành tinh Đất đá của NASA và sứ mệnh Darwin của ESA, cả hai đều có khả năng nhìn thấy trực tiếp một hành tinh kiểu Trái đất quay xung quanh một ngôi sao ở gần. “Chúng ta sẽ phải nhìn xa tận chừng nào ? 100 ngôi sao gần nhất, hay 1000 ngôi sao gần nhất ? Kepler sẽ giúp chúng ta quyết định bằng cách cung cấp tần suất của các Trái đất trong thiên hà của chúng ta”, Fanson nói.

HiepKhachQuay - theo physicsworld.com

 
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm


ABC Trắc Nghiệm Vật Lý
Cầu vồng   |   Đăng nhập Đăng nhậpnew
Đang online (186)