Tìm kiếm vệ tinh ngoài hệ mặt trời

Kính thiên văn vũ trụ Kepler của NASA có thể dùng để tìm kiếm các vệ tinh ngoại, vệ tinh của những hành tinh quay xung quanh những ngôi sao khác ngoài Mặt trời ra. Đó là khẳng định của đội nhà thiên văn quốc tế, họ cho biết việc phân tích thận trọng dữ liệu thu thập bởi Kepler có thể làm sáng tỏ nghi vấn những hành tinh ngoại như thế có những vệ tinh quay xung quanh hay không. Các kết quả có thể mang đến những gợi ý để các nhà thiên văn tìm hiểu cách thức các vệ tinh ra đời. Nó còn có thể cung cấp những thông tin quan trọng về khả năng có sự sống ở đâu đó trong vũ trụ.

Kính thiên văn Kepler được phóng lên vào năm 2009 và liên tục săm soi một khu vực được chọn ngẫu nhiên của Dải Ngân hà rộng khoảng 10 độ vuông. Mục tiêu chính của nó là phát hiện ra những hành tinh ngoại bằng cách quan sát sự giảm nhẹ cường độ sáng nhận được từ một ngôi sao khi một trong các hành tinh của nó đi qua phía trước nó. Cho đến nay, đã có hàng trăm hành tinh ngoại được tìm thấy theo phương pháp này.

Ảnh minh họa kính thiên văn vũ trụ Kepler. (Ảnh: NASA/Kepler mission/Wendy Stenzel)

Vệ tinh, hay một hành tinh khác?

Để đảm bảo thật sự phát hiện ra một hành tinh ngoại, chứ không phải một sự suy giảm nhất thời, ngẫu nhiên của cường độ sáng của một ngôi sao, Kepler tìm kiếm sự suy giảm tuần hoàn của cường độ sáng của ngôi sao. Nay David Kipping thuộc Trung tâm Thiên văn Vật lí Harvard-Smithsonian cùng các đồng sự ở Mĩ và Viện Niels Bohr ở Copenhagen muốn đi tìm những sự biến thiên nhỏ trong chu kì tuần hoàn này. Đội nghiên cứu khẳng định những biến thiên như thế có thể gợi ý có một vật thể khác ngoài ngôi sao ra đang ảnh hưởng đến chuyển động của hành tinh – và vật thể đó có khả năng là một vệ tinh ngoại cỡ lớn.

Tuy nhiên, để khẳng định khám phá ra một vệ tinh ngoại, các nhà thiên văn sẽ phải bác bỏ những lí giải khác cho những biến thiên đó – ví dụ như sự có mặt của những hành tinh khác quay xung quanh cùng một ngôi sao. Kipping và các đồng sự cho rằng có thể thực hiện công việc này bằng cách nhìn kĩ hơn vào dữ liệu do Kepler thu thập. Sự biến thiên độ lớn của sự lu mờ ánh sáng sẽ cung cấp một gợi ý nữa rằng hành tinh đó có vệ tinh, vì hành tinh và vệ tinh sẽ chặn nhiều ánh sáng hơn khi chúng song song nhau đi qua phía trước ngôi sao so với khi vật thể này chặn phía trước vật thể kia. Hơn nữa, sự biến thiên trong chu kì tuần hoàn đó sẽ liên quan đến lực hút hấp dẫn của vệ tinh, và vì thế khối lượng của nó, trong khi sự biến thiên độ sáng sẽ liên quan đến đường kính của vệ tinh. Vì thế, cùng với nhau, hai phép đo sẽ có thể cho phép các nhà khoa học ước tính tỉ trọng của vệ tinh, cung cấp một số manh mối về thành phần của nó.

Những vệ tinh đồ sộ

Kipping và các đồng sự của ông tính được rằng Kepler sẽ có thể tìm thấy những vệ tinh nhỏ cỡ 0,1 khối lượng Trái đất. Trong khi con số này vẫn gấp bốn lần cỡ của vệ tinh lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, nhưng khả năng một vệ tinh như thế có thể hình thành là có thể. Một hành tinh nhỏ có thể trở thành một vệ tinh lớn khi bị bắt giữ bởi một hành tinh lớn hơn, chẳng hạn, hoặc một vệ tinh lớn có thể được tạo ra khi hai hành tinh va chạm nhau.

Darin Ragozzine, một nhà khoa học tại Harvard-Smithsonian, người không có liên quan gì trong nghiên cứu trên, cho biết rằng cho dù người ta không phát hiện ra những vệ tinh lớn như thế thì đó vẫn sẽ là kết quả có giá trị, vì chúng sẽ cho biết cái gì có thể bị loại trừ.

Vệ tinh cần thiết cho sự sống?

Một trong những khả năng hấp dẫn nhất là Kepler có thể tìm thấy một cái nôi tiềm năng cho sự sống bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Theo phương diện này, việc tìm kiếm các vệ tinh là đặc biệt quan trọng vì hai lí do. Thứ nhất, những vệ tinh rất lớn, như cái có thể tìm thấy quay xung quanh những hành tinh khí khổng lồ, chẳng hạn, trên nguyên tắc, có thể dung dưỡng sự sống. Thứ hai, nhiều nhà khoa học tin rằng sự sống không thể tiến hóa trên Trái đất không có mặt trăng quay xung quanh để làm ổn định trục nghiêng của nó, ngăn cản những sự biến đổi khí hậu cực đoan. Do đó, những hành tinh có những vệ tinh tương đối lớn có triển vọng hơn là những hành tinh dung dưỡng sự sống. “Nếu không có một vệ tinh lớn, thật chẳng rõ làm thế nào sự sống thông minh có thể phát triển, hay nó có phát triển hay không,” phát biểu của Ben Moore, một nhà thiên văn vật lí điện toán tại Viện Vật lí Lí thuyết ở Zurich.

Tuy nhiên, Kipping nhấn mạnh rằng dự án không phải đi tìm sự sống ngoài địa cầu. “Nếu chúng tôi tìm thấy một vệ tinh có thể ở được, thì đó sẽ là một giấc mơ thành hiện thực, nhưng đó không phải là mục tiêu khoa học cơ bản,” ông nói. “Về căn bản, chúng tôi chỉ đang tìm kiếm các vệ tinh, cho dù là có ở được hay không.”

Bản thảo của bài báo có tại arXiv:1201.0752.

Trọng Nhân – thuvienvatly.com
Theo physicsworld.com

Bài trước | Bài kế tiếp