Kính thiên văn vũ trụ Kepler của NASA thường không thể “cân” các hành tinh ngoài hệ mặt trời mà nó tìm thấy, thay vào đó nó đo kích cỡ vật lí của chúng. Nhưng việc khám phá ra hệ đa hành tinh đầu tiên của nó chứng tỏ chiếc kính thiên văn này có khả năng cân các hành tinh có liên kết hấp dẫn với các láng giềng của chúng.
Kepler săn tìm những sự mờ đi tuần hoàn trong độ sáng của một ngôi sao, dấu hiệu cho biết một hành tinh có lẽ đang đi qua giữa ngôi sao đó và Trái đất trong một sự kiện gọi là sự đi qua. Kĩ thuật này đo lấy bề rộng của hành tinh, vì những hành tinh lớn chặn mất nhiều ánh sáng sao của chúng hơn. Nhưng nó không cho biết có bao nhiêu khối lượng trong một hành tinh có kích cỡ đã biết. Không có thông tin đó, người ta sẽ khó nói được sự khác biệt giữa một thế giới nước và một hành tinh đã bị lột trần đến lõi sắt của nó.
Để giải quyết vấn đề, các nhà thiên văn Kepler phải dựa trên các kính thiên văn khác để đo xem các hành tinh đó kéo giật ngôi sao của chúng như thế nào, khiến cho ngôi sao chủ bị lắc lư tới lui.
Nay kính thiên văn Kepler vừa tìm thấy một hệ hành tinh chứng tỏ nó có khả năng tự cân lấy khối lượng của các hành tinh.
Hai hành tinh cỡ Thổ tinh chuyển động trong những quỹ đạo đồng bộ xung quanh ngôi sao Kepler-9. (Ảnh: NASA/Ames/JPL-Caltech)
Quỹ đạo đồng bộ
Sử dụng dữ liệu thu thập trong hơn 7 tháng, các nhà nghiên cứu đứng đầu là Matthew Holman tại Trung tâm Thiên văn Vật lí Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts, Hoa Kì, vừa phát hiện ra hai hành tinh cỡ Thổ tinh đang quay xung quanh một ngôi sao tên là Kepler-9 nằm cách Trái đất hơn 2000 năm ánh sáng. Một hành tinh rộng khoảng 1,5 lần Trái đất cũng là bộ phận của hệ hành tinh trên.
Các hành tinh cỡ Thổ tinh chuyển động trong những quỹ đạo “đồng bộ” với nhau – hành tinh bên ngoài quay một vòng mất 38 ngày, lâu gấp đôi người anh em đồng hành của nó. Nhưng “sự cộng hưởng” này không chính xác lắm – thỉnh thoảng tỉ số chu kì của hai hành tinh lớn hơn 2/1, và có lúc lại nhỏ hơn. Sự chênh lệch là do lực kéo giật của hai hành tinh tác dụng lên nhau, mang lại một ước tính cho khối lượng tương đối của chúng.
Đây là khả năng mới đối với kính thiên văn Kepler, và nó có thể tỏ ra hữu dụng trong việc đo khối lượng của các vật thể cỡ Trái đất, Holman lưu ý như vậy trong một cuộc họp báo.
Đó là vì các hành tinh cỡ Trái đất quay trong quỹ đạo cách ngôi sao của chúng đủ xa để có thể dung dưỡng cho sự sống như chúng ta biết, nên chúng sẽ kéo giật tương đối yếu lên ngôi sao của chúng. Điều đó sẽ gây khó khăn cho các kính thiên văn khác cân lấy khối lượng của các hành tinh bằng cách tìm kiếm độ chao đảo của ngôi sao chủ của chúng.
Hiệu ứng rất nhỏ
Nhưng nếu một hành tinh cỡ Trái đất đang ở trong quỹ đạo cộng hưởng với những hành tinh lớn hơn, thì việc đo các biến thiên thời gian giữa những lần đi qua của chúng có thể mang lại cho Kepler một phương pháp xác định xem nó có thật sự tìm thấy người anh em của Trái đất hay không.
Tuy nhiên, hiệu ứng rất nhỏ đó có lẽ đòi hỏi nhiều lần đi qua – và do đó mất nhiều năm tháng – trước khi các biến thiên có thể phát hiện ra được.
Các hành tinh ngoại cũng xuất hiện trên trang tin khoa học hồi đầu tuần này. Hôm thứ ba, Đài thiên văn Nam châu Âu đã công bố việc phát hiện ra một ngôi sao giống mặt trời cách chúng ta chừng 130 năm ánh sáng mang quanh nó đến 7 hành tinh. Sự chao đảo vị trí của ngôi sao cho biết một ứng cử viên hành tinh có lẽ chỉ nặng bằng 1,4 lần Trái đất. Nếu được xác nhận, hành tinh trên sẽ lập kỉ lục là hành tinh ngoại nhỏ nhất từng được tìm thấy từ trước đến nay (kỉ lục này không tính đến một vật thể nhỏ bé được tìm thấy đang quay xung quanh một sao neutron đã chết).
Nguồn: New Scientist
