Phát hiện 'siêu Trái đất' lạnh giá
Sử dụng các thiết bị của Tổ chức Nghiên cứu Thiên văn Bán cầu Nam ESO, các nhà thiên văn học vừa phát hiện thêm một siêu Trái đất ở khá gần chúng ta. Hành tinh này có khối lượng bằng 3 lần khối lượng Trái đất, quay xung quanh sao lùn đỏ Barnard, cách chúng ta khoảng 6 năm ánh sáng.
Sao Barnard (GJ 699) là ngôi sao đơn lẻ gần Hệ Mặt trời nhất. Quay xung quanh Barnard với vận tốc 500.000 km/h là hành tinh GJ 699 b. Điều quan trọng là từ Trái đất chúng ta cũng có thể quan sát thấy chuyển động của hành tinh này. Nó quay một vòng quanh sao lùn đỏ Barnard hết 233 ngày, ở khoảng cách bằng khoảng 0,4 lần khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời.
Đặc điểm của sao Barnard khiến cho hành tinh GJ 699 b nhận được năng lượng chỉ bằng khoảng 2% năng lượng mà Mặt trời chuyển cho Trái đất. Như vậy, nhiệt độ bề mặt của nó có thể giảm xuống -170 độ C; còn nước (nếu có) ở thể khí (hơi nước) nhanh chóng chuyển sang thể rắn dưới dạng tuyết hoặc băng đá. Chính vì lẽ đó, các dạng sống mà chúng ta đã biết không thể tồn tại trên hành tinh này.
Một thời gian dài, việc tìm kiếm các hành tinh xung quanh ngôi sao Barnard không mang lại bất kỳ hiệu quả nào. Các nhà khoa học cho biết, chỉ khi liên kết nhiều kết quả đo chính xác trên nhiều thiết bị hoạt động trên các kính viễn vọng ở khắp thế giới, họ mới thành công. Trong số những thiết bị đó, có 2 thiết bị quan trọng nhất thuộc ESO, đó là “máy săn hành tinh” HARPS và máy quang phổ UVES.
Các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp gọi là vận tốc xuyên tâm (vận tốc tia), dựa trên hiện tượng liên quan đến di chuyển của hành tinh xung quanh ngôi sao. Hiện tượng cả hệ thống quay xung quanh trọng tâm chung khiến cho ngôi sao hơi dao động, có lúc hơi dịch chuyển về phía Trái đất, có lúc lùi lại phía sau. Hiệu ứng Doppler cho phép tính được vận tốc của chuyển động này trên cơ sở dịch chuyển tần số của bức xạ ngôi sao.
Nếu ngôi sao di chuyển ra xa Trái đất, quang phổ bức xạ của nó sẽ dịch chuyển về phía phổ đỏ (có các bức sóng dài hơn). Ngược lại, nếu ngôi sao di chuyển về phía Trái đất, quang phổ bức xạ sẽ dịch chuyển về phía xanh (về phía các bước sóng ngắn hơn). Thiết bị HARPS ghi nhận hiện tượng đó với độ chính xác cao, từ đó có thể phát hiện sự thay đổi vận tốc ngôi sao là khoảng 3,5 km/h.
“Sau khi phân tích kỹ lưỡng, chúng tôi tin chắc đến 90% rằng ở đó có hành tinh” - ông Ignasi Ribas ở Viện Nghiên cứu Vũ trụ ở Catalonia (Tây Ban Nha) cho biết - “Mặc dù vậy, chúng tôi vẫn tiếp tục quan sát ngôi sao, để loại trừ khả năng nhầm lẫn”. Ông Guillem Anglada Escude ở ĐH Queen Mary (London, Anh) bổ sung: “Chúng tôi đã so sánh dữ liệu của các nhóm nghiên cứu khác với các phép đo mới đối với ngôi sao Barnard bằng những thiết bị khác nhau. Điều đó giúp chúng tôi khẳng định kết quả”.
Phát hiện nói trên được thực hiện trong khuôn khổ dự án Red Dots, trong đó nhiều nhóm nghiên cứu tham gia tìm kiếm các ngoại hành tinh giống Trái đất, quay xung quanh các sao lùn đỏ.
