Chụp được hình ảnh trực tiếp chưa từng có của một ngoại hành tinh

6 giờ trướcBài gốc

Ngoại hành tinh có tên TWA 7b, được phát hiện đang quay quanh một ngôi sao lùn đỏ trẻ, cách Trái Đất khoảng 111 năm ánh sáng.

Các ngoại hành tinh (ảnh minh họa) thường rất khó phát hiện, vì ánh sáng từ ngôi sao chủ làm lu mờ hoàn toàn sự hiện diện của chúng. Ảnh: Shutterstock

Các nhà khoa học ước tính TWA 7b có khối lượng xấp xỉ sao Thổ, hoặc lớn hơn Trái Đất khoảng 100 lần.

Điều này khiến TWA 7b trở thành ngoại hành tinh nhỏ nhất từng được quan sát trực tiếp - nhẹ hơn gấp 10 lần so với các ngoại hành tinh được chụp ảnh trước đó.

Bức ảnh này kết hợp dữ liệu mặt đất từ Kính viễn vọng rất Lớn (VLT) và dữ liệu từ JWST. Ngôi sao đã được che khuất và thay bằng biểu tượng ngôi sao trắng. Vùng màu xanh thể hiện trường mảnh vỡ do VLT phát hiện, còn vòng tròn màu cam là ngoại hành tinh được JWST ghi nhận.. Ảnh: NASA

Dù trước đây JWST đã giúp phát hiện hàng trăm ngoại hành tinh, nhưng tất cả đều được tìm thấy gián tiếp, thông qua việc theo dõi kỹ lưỡng các ngôi sao chủ.

Tuy nhiên, lần này, bằng cách mô phỏng hiệu ứng nhật thực, các nhà khoa học đã lọc bỏ ánh sáng dư thừa từ ngôi sao và phát hiện ánh sáng hồng ngoại yếu ớt từ ngoại hành tinh.

Tiến sĩ Anne-Marie Lagrange, nhà vật lý thiên văn tại Đài thiên văn Paris và là tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ: “Việc phát hiện ngoại hành tinh vốn đã không dễ dàng. Chụp ảnh trực tiếp chúng lại càng thách thức hơn. Đó là lý do vì sao các hành tinh từng được chụp trước đây đều là những hành tinh khổng lồ, có khối lượng gấp vài lần sao Mộc.”

Vì sao khó chụp ảnh ngoại hành tinh?

Ngoại hành tinh, bất kỳ hành tinh nào ngoài Hệ Mặt Trời, đều rất nhỏ và có vẻ nằm rất gần ngôi sao chủ khi quan sát từ Trái Đất.

Do chúng không tự phát sáng, nên rất khó phân biệt chúng với ánh sáng rực rỡ từ ngôi sao xung quanh.

Đây là ngoại hành tinh nhỏ nhất từng được quan sát trực tiếp, nhưng JWST (trong ảnh) có tiềm năng chụp được các hành tinh có khối lượng chỉ bằng 10% của sao Mộc. Ảnh: NASA

Thông thường, các nhà khoa học phát hiện ngoại hành tinh bằng phương pháp quá cảnh: quan sát khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao và đo độ mờ của ánh sáng.

Nhưng 20 năm trước, Tiến sĩ Lagrange và đồng nghiệp đã phát triển kỹ thuật sử dụng thiết bị gọi là “coronagraph” - một thiết bị giúp che ánh sáng từ ngôi sao, cho phép nhìn thấy những vòng bụi và vật chất xung quanh.

Họ tập trung nghiên cứu các ngôi sao trẻ có thể quan sát được từ trục trên xuống, tức góc nhìn thẳng từ cực sao, giúp quan sát hệ hành tinh rõ hơn.

Ngôi sao TWA 7, mới 6,4 triệu năm tuổi, đã được nhìn thấy với ba vòng bụi rõ rệt, trở thành mục tiêu lý tưởng cho James Webb.

TWA 7b lộ diện

Sử dụng coronagraph gắn trên kính viễn vọng không gian, nhóm nghiên cứu đã chặn ánh sáng từ ngôi sao và xử lý hình ảnh để loại bỏ phần sáng còn lại.

Kết quả, một nguồn bức xạ hồng ngoại mờ nhạt xuất hiện trong vùng bụi của TWA 7, cách ngôi sao gấp 50 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời.

Bằng cách mô phỏng hiệu ứng của nhật thực, JWST đã tiết lộ ba vành đai mảnh vỡ bao quanh ngôi sao. Trong một “lỗ trống” của vành đai mỏng nhất, các nhà nghiên cứu còn phát hiện nguồn bức xạ hồng ngoại mờ nhạt (màu đỏ) mà họ cho là một ngoại hành tinh. Ảnh: Nature

Nguồn sáng này nằm trong một “lỗ trống” của một vành bụi rất hẹp, cho thấy có thể là một hành tinh trẻ đang bắt đầu tác động đến quỹ đạo vật chất xung quanh nó.

Dù vẫn có khả năng rất nhỏ đó là một thiên hà ở rất xa phía sau, nhưng phân tích ban đầu cho thấy đây có thể là một hành tinh lạnh trẻ, với nhiệt độ khoảng 47°C.

“Rõ ràng hành tinh này hình thành từ đĩa bụi cách đây vài triệu năm. Nó đang có tương tác hấp dẫn với đĩa mảnh vụn xung quanh”, Tiến sĩ Lagrange chia sẻ.

Cô cũng cho biết đã phát hiện ra một vòng bụi mỏng quanh quỹ đạo của hành tinh, gọi là vòng Trojan, từng được mô hình hóa trong lý thuyết nhưng chưa từng được quan sát thực tế trước đây.

Phát hiện này vô cùng quan trọng vì lần đầu tiên một ngoại hành tinh có kích thước tương đương hành tinh trong Hệ Mặt Trời được chụp ảnh trực tiếp.

Trước đây, các ngoại hành tinh mà nhóm của Lagrange quan sát bằng kính viễn vọng mặt đất đều là các hành tinh khổng lồ, có khối lượng gấp nhiều lần sao Mộc.

Nhưng JWST có thể phát hiện các ngoại hành tinh chỉ bằng 1/10 khối lượng của sao Mộc, mở ra cơ hội nghiên cứu sự hình thành của Hệ Mặt Trời.

Tuy vậy, Tiến sĩ Lagrange cũng lưu ý: “Chúng tôi vẫn chưa thể quan sát trực tiếp các hành tinh giống Trái Đất trong vùng có thể ở được (habitable zone).”

Điều này có nghĩa là việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất vẫn cần chờ những kính viễn vọng mạnh hơn, chẳng hạn như Dự án Habitable Worlds Observatory mà NASA đề xuất.

(Theo Daily Mail, ESA)

Hải Phong

Nguồn VietnamNet : https://vietnamnet.vn/chup-duoc-hinh-anh-truc-tiep-chua-tung-co-cua-mot-ngoai-hanh-tinh-2415594.html