Phát hiện hành tinh lang thang khối lượng bằng Trái Đất
Kính viễn vọng không gian Roman giúp các nhà khoa học tìm ra một hành tinh lang thang mới, loại thiên thể rất khó phát hiện vì tối và lạnh.
Các hành tinh lang thang khó phát hiện vì chúng tối và lạnh. Ảnh: Futurism.
Các nhà thiên văn phát hiện một hành tinh trôi nổi tự do trong vũ trụ, không quay quanh ngôi sao nào và có khối lượng tương đương Trái Đất hoặc sao Hỏa, Futurism hôm 2/10 đưa tin. Hành tinh lang thang ban đầu có thể là hành tinh bình thường nhưng bị hất văng khỏi sao chủ sau khi va chạm với một thiên thể khác. Chúng cũng có thể hình thành khi những đám mây khí bụi phát nổ và trở thành hành tinh thay vì một ngôi sao.
“Vũ trụ có thể chứa đầy những hành tinh lang thang mà chúng ta không biết”, Scott Gaudi, giáo sư thiên văn tại Đại học Bang Ohio, nhận xét. Hành tinh loại này khó phát hiện vì chúng rất mờ, không có ngôi sao nào ở gần để rọi sáng. Thêm vào đó, chúng thường rất lạnh, nghĩa là không thể phát hiện bằng kính viễn vọng hồng ngoại. Những lý do trên khiến giới khoa học mới chỉ tìm thấy rất ít hành tinh lang thang cho đến nay.
Video đang HOT
Gaudi cùng các đồng nghiệp sử dụng kỹ thuật mới mang tên microlensing, giúp quan sát những thay đổi mà khối lượng của một vật thể gây ra cho kết cấu không-thời gian. Khi một hành tinh lang thang di chuyển qua trước một ngôi sao ở xa, từ góc nhìn của con người, ánh sáng từ ngôi sao đó sẽ bị uốn cong xung quanh hành tinh lang thang. Nguyên nhân là ánh sáng đi qua kết cấu không thời gian cong quanh hành tinh này. Hành tinh có khối lượng càng lớn, tác động xảy ra càng mạnh.
Nhóm nghiên cứu của Gaudi sử dụng Kính viễn vọng Không gian Roman Nancy Grace để quan sát và phát hiện hành tinh mới. “Tín hiệu microlensing từ một hành tinh lang thang chỉ tồn tại từ vài giờ đến vài ngày, sau đó biến mất vĩnh viễn. Điều này khiến việc quan sát chúng từ mặt đất rất khó khăn, kể cả sử dụng nhiều kính viễn vọng. Roman mang lại bước tiến mới cho công cuộc tìm kiếm hành tinh lang thang”, Matthew Penny, phó giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Bang Louisiana, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.
Roman được thiết kế để săn hành tinh lang thang và xác định xem chúng phổ biến như thế nào trong vũ trụ. Điều này có thể ảnh hưởng đến hiểu biết của con người về sự hình thành và phát triển của các hành tinh. “Chúng ta sẽ không thể tìm hiểu những điều đó nếu thiếu các cuộc khảo sát cặn kẽ ngoài không gian như cách Roman đang làm”, Gaudi nhận xét.
Ảnh chụp từ Hubble tiết lộ khía cạnh mới của vật chất tối
Các nhà thiên văn học phát hiện vật chất tối bẻ cong ánh sáng của các thiên hà, khiến chúng bị biến dạng khi quan sát bằng kính viễn vọng.
Những ngôi sao, hành tinh và các vật thể phát sáng nổi bật trên bầu trời chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong vũ trụ. Trên thực tế, vật chất tối - nằm trong khoảng không giữa các thiên thể - mới chiếm phần lớn khối lượng và định hình cấu trúc của vũ trụ.
Vật chất tối vô hình và rất khó nắm bắt. Nó không tương tác với các hạt khác trong không gian, cũng không phát ra, hấp thụ hay phản xạ ánh sáng. Các nhà thiên văn học đã tìm kiếm vật chất bí ẩn này trong hàng thập kỷ, nhưng cách duy nhất để nghiên cứu nó là thông qua lực hấp dẫn.
Lực hấp dẫn của vật chất tối tác động lên những thứ có thể nhìn thấy được như cụm thiên hà, một trong những cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ bao gồm vô số thiên hà riêng lẻ. Vật chất tối liên kết các thiên hà lại với nhau và bản thân mỗi thiên hà cũng chứa rất nhiều vật chất tối. Về cơ bản, chúng giống như một mạng lưới liên kết.
Vì vậy, một trong những cách mà các nhà thiên văn học sử dụng để phát hiện vật chất tối là thông qua thấu kính hấp dẫn, trong đó lực hấp dẫn làm biến dạng không gian. Điều này xảy ra khi lực hấp dẫn của vật chất tối trong cụm thiên hà hoạt động giống như một chiếc kính lúp. Nó bẻ cong và phóng đại ánh sáng của các thiên hà.
Ánh sáng từ các thiên hà bên trong cụm MACS J1206 bị bẻ cong bởi túi vật chất tối. Ảnh: Hubble.
Trong một nghiên cứu mới được xuất bản trên tạp chí Science hôm 10/9, các nhà khoa học do Giáo sư Massimo Meneghett từ Đài quan trắc Vật lý Thiên văn và Khoa học Không gian Bologna (OAS) thuộc Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia Italy (INAF) dẫn đầu đã phát hiện ra rằng các khối vật chất tối nhỏ - được gọi là túi vật chất tối - có thể tạo ra hiệu ứng kính lúp mạnh gấp 10 lần so với suy đoán trước đây.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA và Kính viễn vọng Rất lớn (VLT) của Đài quan sát Nam Âu ở Chile để quan sát những biến dạng ở 11 cụm thiên hà lớn. Dữ liệu từ cả hai kính viễn vọng cho thấy hình ảnh các thiên hà bị bóp méo giống như vòng cung, cùng với các đốm sáng bất thường như vết bẩn trong một bức tranh.
Meneghett cho biết những vòng cung và đốm sáng đó có thể được tạo ra bởi các túi vật chất tối tập trung dày đặc bên trong các thiên hà riêng lẻ. Phát hiện này khiến các nhà thiên văn học ngạc nhiên vì nó khác với mô hình lý thuyết trước đây về sự phân bố vật chất tối bên trong cụm thiên hà.
"Chúng tôi đã thực hiện rất nhiều thử nghiệm cẩn thận trong việc so sánh các mô phỏng với dữ liệu trong nghiên cứu và nhận thấy có sự không trùng khớp. Nguồn gốc của sự khác biệt này có thể là do chúng tôi thiếu một số lý thuyết vật lý quan trọng trong các mô phỏng", Meneghett giải thích.
"Còn nhiều điều trong vũ trụ mà chúng ta không nắm bắt được trong các mô hình lý thuyết hiện tại. Điều này có thể dẫn đến những 'lỗ hổng' trong hiểu biết của chúng ta về bản chất và đặc tính của vật chất tối. Dữ liệu mới từ Hubble cho phép chúng tôi thăm dò sự phân bố của vật chất bí ẩn này ở quy mô nhỏ nhất", nhà vật lý thiên văn lý thuyết Priyamvada Natarajan tại Đại học Yale của Mỹ, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, cho biết thêm.
Meneghett cùng các cộng sự hy vọng những sứ mệnh trong tương lai như Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman, dự kiến phóng vào năm 2025, sẽ giúp thu thập dữ liệu từ các cụm thiên hà xa xôi hơn, cho phép cải tiến mô hình vật chất tối.
Lõi bên trong của Trái đất bao nhiêu tuổi? Lõi bên trong của Trái đất cung cấp năng lượng cho quá trình tạo ra từ trường và bảo vệ hành tinh khỏi nhiều dạng bức xạ có hại đồng thời đóng một vai trò quan trọng trong khả năng tồn tại sự sống. Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã xác định được tuổi của lõi Trái đất. Mặc dù rất...