Language
Country/Area
No result found
Các hành tinh khó nắm bắt: Tại sao các nhà khoa học lại gặp khó khăn trong việc tìm kiếm các ngoại hành tinh?
Trong vũ trụ bao la, mỗi hành tinh là một trong vô số điểm sáng. Tuy nhiên, các hành tinh này bị lu mờ trước độ sáng của ngôi sao mẹ của chúng. Lấy Mặt trời làm ví dụ. Độ sáng của nó sáng hơn 100 tỷ lần so với ánh sáng phản chiếu từ bất kỳ hành tinh nào quay quanh nó. Đây là một trong những thách thức mà các nhà khoa học phải đối mặt khi khám phá các ngoại hành tinh.
Các nhà khoa học đã phát triển một số kỹ thuật phát hiện ấn tượng, mặc dù họ chỉ có thể quan sát gián tiếp những hành tinh xa xôi này. Ví dụ, phương pháp vận tốc hướng tâm là một phương pháp được sử dụng rộng rãi. Sử dụng kỹ thuật này, các nhà thiên văn học có thể quan sát những thay đổi nhỏ trong chuyển động của các ngôi sao do ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ các hành tinh.
"Một hành tinh khiến ngôi sao mẹ của nó lắc lư nhẹ trong không gian và sự lắc lư này gây ra sự thay đổi trong vận tốc hướng tâm so với Trái Đất."
Việc đo vận tốc xuyên tâm dựa trên sự dịch chuyển của các vạch quang phổ do hiệu ứng Doppler. Bằng cách sử dụng các thiết bị quang phổ chuyên dụng, chẳng hạn như Máy tìm kiếm hành tinh có vận tốc xuyên tâm có độ chính xác cao tại Đài quan sát Harpas ở Chile, các nhà khoa học có thể phát hiện những thay đổi vận tốc nhỏ lên tới 3 m/s, qua đó xác nhận sự hiện diện của một hành tinh.
Mặc dù phương pháp này hiệu quả nhất khi quan sát các ngôi sao tương đối gần, nhưng nó có một số hạn chế, chẳng hạn như không thể quan sát nhiều ngôi sao mục tiêu cùng lúc bằng một kính thiên văn. Ngoài ra, phương pháp vận tốc xuyên tâm có thể phát hiện ra các hành tinh lớn, nhưng đòi hỏi nhiều năm tích lũy dữ liệu đối với các hành tinh có khối lượng bằng Trái Đất.
"Sử dụng phương pháp này, các nhà thiên văn học đã xác nhận sự tồn tại của nhiều hành tinh; tuy nhiên, kết quả lại phức tạp vì có nhiều kết quả dương tính giả tiềm ẩn."
Một phương pháp phát hiện khác - quan sát quá trình di chuyển của hành tinh thông qua phép đo quang - thậm chí còn thú vị hơn. Khi một hành tinh đi qua trực tiếp phía trước ngôi sao mẹ của nó, độ sáng của ngôi sao sẽ giảm đi một chút. Bằng cách phân tích những thay đổi về độ sáng này, các nhà khoa học có thể suy ra bán kính của hành tinh và các thông số vật lý khác.
Kỹ thuật này phụ thuộc rất nhiều vào vị trí quỹ đạo của hành tinh; nếu quỹ đạo của hành tinh không thẳng hàng với đường ngắm của người quan sát thì sẽ không thể nhìn thấy hiện tượng quá cảnh. Mặc dù công nghệ phát hiện hiện tại có thể quan sát hàng chục nghìn ngôi sao trên một khu vực rộng lớn, nhưng vẫn phải cẩn thận để đánh giá các cảnh báo sai tiềm ẩn.
"Theo các nghiên cứu, khoảng 40% các hành tinh được phát hiện bằng phương pháp vận chuyển là kết quả dương tính giả, đây là một trong những thách thức chính đối với các nhà thiên văn học trong quá trình đo lường."
Với sự tiến bộ của công nghệ, nhiều sứ mệnh như vệ tinh Kepler và sứ mệnh TESS cũng đã chứng minh được những kết quả vượt trội và phát hiện ra hàng nghìn hành tinh ứng viên. Tuy nhiên, khi số lượng phát hiện tăng lên, thách thức trong việc xác định chính xác các hành tinh thực và loại bỏ các tín hiệu giả vẫn còn tồn tại.
Ngoài ra, nghiên cứu về bầu khí quyển của các hành tinh cũng đã trở thành một phần quan trọng trong việc khám phá các ngoại hành tinh. Bằng cách quan sát sự thay đổi của ánh sáng sao khi đi qua bầu khí quyển của một hành tinh, các nhà khoa học không chỉ có thể phát hiện ra thành phần của hành tinh mà còn hiểu được sự thay đổi nhiệt độ của nó. Những phát hiện này không chỉ đưa chúng ta đến gần hơn với việc khám phá ra các hành tinh giống Trái Đất mà còn có thể cung cấp manh mối mới về sự tồn tại của sự sống.
Mặc dù có những đột phá về công nghệ hiện nay, việc khám phá hành tinh vẫn còn nhiều thách thức. Khi các nhà khoa học phát hiện ra những nguồn sáng yếu này và khắc phục các tín hiệu sai, họ không khỏi tự hỏi liệu họ có thể dựa vào công nghệ mới nào trong tương lai để tiếp tục khám phá những bí mật của vũ trụ?
