Phát hiện hành tinh đá đầu tiên ngoài hệ mặt trời

Ảnh minh họa hành tinh Kepler-10b. (Ảnh: NASA)

Hành tinh đá ngoài hệ mặt trời đầu tiên vừa được phát hiện ra bởi kính thiên văn vũ trụ Kepler của NASA, theo nhà lãnh đạo đội khoa học chuyên trách sứ mệnh trên, Natalie Batalha. Hành tinh trên được gọi là Kepler-10b, và có tỉ trọng ngang ngửa với tỉ trọng của sắt – nghĩa là nó đặc hơn Trái đất nhiều lần. Hành tinh ngoại trên quay xung quanh một ngôi sao ở cách Trái đất khoảng 560 năm ánh sáng.

Kepler–10b có quỹ đạo nằm gần ngôi sao chủ của nó hơn khoảng 20 lần so với quỹ đạo Thủy tinh quanh Mặt trời – và kết quả là nhiệt độ bề mặt của nó cao đến 1400 độ Celsius. Nó luôn hướng cùng một mặt về phía ngôi sao của nó và có khả năng có những đại dương đá tan chảy ở phía ban ngày của nó và phía ban đêm thì ở dạng rắn, theo Batalha. Nó có chu kì quỹ đạo khoảng 0,84 ngày và được biết ngôi sao của nó có kích cỡ ngang ngửa như Mặt trời.

Kể từ khi khám phá ra hành tinh ngoài hệ mặt trời (hành tinh ngoại) đầu tiên vào năm 1995, hơn 500 hành tinh đã được phát hiện ra sau đó. Trong khi đa phần trong số này là những hành tinh khí khổng lồ kiểu như Mộc tinh, thì các nhà thiên văn đang dần tiến tới tìm ra những hành tinh ngoại nhỏ hơn có khả năng tương tự như Trái đất. Trước khi nhận dạng ra Kepler-10b, ứng cử viên tốt nhất là Corot-7b. Trong khi Corot-7b thật sự là hành tinh đá, thì ngôi sao nó lại hoạt động quá mạnh khiến người ta rất khó xác định chính xác tỉ trọng của nó.

Ba phép đo quan trọng

Tuy nhiên, Kepler–10b là một trường hợp rất khác vì ngôi sao của nó rất già – khoảng 8 tỉ năm tuổi – nghĩa là nó rất im ắng và dễ xử lí hơn nhiều. Đội nghiên cứu đã xác định tỉ trọng của hành tinh trên bằng cách thực hiện ba quan sát khác nhau. Trước tiên, họ xác định bán kính tương đối của nó so với ngôi sao bằng cách đo xem nó chặn mất bao nhiêu ánh sáng sao khi nó đi qua giữa Trái đất và ngôi sao của nó. Sau đó, họ xác định khối lượng tương đối của nó so với ngôi sao của nó bằng cách đo sự lắc lư của ngôi sao gây ra bởi hành tinh đang quay xung quanh. Sau cùng, và là bước quan trọng, là xác định bán kính và khối lượng của bản thân ngôi sao, thực hiện bằng cách đo tần số dao động của những trận “động sao” trên ngôi sao.

Kết hợp cả ba phép đo lại, đội khoa học tin rằng tỉ trọng của hành tinh trên vào khoảng 8.8 g/cm³, ngang ngửa với Thủy tinh.

“Không nghi ngờ gì nữa, đây chính là hành tinh đá đầu tiên”, Batalha phát biểu hôm 10/1 tại cuộc họp của Hội Thiên văn học Hoa Kì ở Seattle. “Việc khám phá ra nó là một cột mốc quan trọng đối với nhân loại”, bà bổ sung thêm. Geoff Marcy thuộc trường Đại học California ở Berkeley, người không tham gia gì trong công trình trên, thì nói rằng khám phá trên “sẽ đi vào sách vở thiên văn học”.

Nhiệt độ ban ngày và ban đêm

Batalha cho biết đội Kepler hiện đang nghiên cứu một sự điều biến có thể có ở lượng ánh sáng đi tới kính thiên văn trong lần đi qua của hành tinh trên. Điều này có thể cho phép các nhà nghiên cứu xác định nhiệt độ của mặt phía ban ngày và ban đêm của hành tinh trên. Trong khi Kepler-10b có nhiều phương diện giống với Trái đất, nhưng nó không nằm trong vùng ở được xung quanh ngôi sao của nó, nơi sự sống có thể xuất hiện – nhóm Kepler vốn biết rõ nhiệt độ thích hợp sự sống mà chúng ta đã biết là bao nhiêu.

Một bí ẩn xung quanh Kepler-10b là làm thế nào nó lại quay gần ngôi sao của nó như vậy. Guinan thuộc trường Đại học Villanova tin rằng nó có thể là tàn dư của một hành tinh khí khổng lồ như Mộc tinh đã đi vào quá gần ngôi sao của nó cho nên phần chất khí đã bị thổi tung đi hết, và chỉ còn trơ lại lõi đá mà thôi.

Theo Hamish Johnston - physicsworld.com