Tìm kiếm thế giới mới bằng viễn vọng kính Vatican
Các nghiên cứu quang phổ của hơn 1.000 ngôi sao sáng sẽ được thực hiện
aip.de/media/images/VAT
*******
Các nhà thiên văn học từ Viện Vật lý thiên văn Leibniz Potsdam (AIP) và Đài thiên văn Vatican (VO) đã hợp tác để khảo sát quang phổ hơn 1000 ngôi sao sáng được cho là chứa các ngoại hành tinh của chính chúng. Nhóm khảo sát — bao gồm các nhà thiên văn học của Đài Thiên văn Vatican gồm Cha Paul Gabor, SJ, Cha David Brown, SJ, và Cha Chris Corbally, S.J., và kỹ sư của Đài VO Michael Franz — hiện trình bày các giá trị chính xác của 54 thông số quang phổ cho mỗi ngôi sao trong phần đầu tiên của loạt bài báo trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn và công bố tất cả dữ liệu của nó cho cộng đồng khoa học. Số lượng tham số lớn chưa từng có này sẽ rất cần thiết để giải thích ánh sáng của các vì sao và tìm ra mối liên hệ giữa các đặc tính của các vì sao và các hành tinh có thể tồn tại của chúng.
Các ngôi sao kể những câu chuyện về chúng, và đôi khi về những hành tinh chưa được khám phá của chúng. Ngôn ngữ của chúng là ánh sáng. Ánh sao tiết lộ nhiều thuộc tính vật lý của một ngôi sao, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, chuyển động, thành phần hóa học, v.v.. Các nhà nghiên cứu phân tích ánh sáng bằng một phương pháp gọi là quang phổ hấp thụ định lượng (quantitative absorption spectroscopy). Để làm được điều này, các kính thiên văn sẽ thu ánh sáng của vì sao và máy quang phổ sẽ phân tích ánh sáng đó theo bước sóng thành một quang phổ giống như cầu vồng, là dấu vết ánh sáng của ngôi sao. Khi các nhà thiên văn học biết được chính xác các tham số này, họ có thể sử dụng chúng để kiểm tra các mô hình lý thuyết của họ về các vì sao. Điều này thường tiết lộ rằng các mô hình có một số thiếu sót hoặc các quan sát về quang phổ của sao vẫn còn thiếu chính xác.
Nhưng đôi khi, nó tiết lộ cho biết một ngôi sao có câu chuyện đầy ngạc nhiên dành cho các nhà thiên văn học. Đó là điều đã thúc đẩy nhóm thực hiện một cuộc khảo sát thật chính xác về các ngôi sao có thể có hành tinh.
Giáo sư Klaus G. Strassmeier, tác giả chính, giám đốc AIP và là điều tra viên chính của cuộc khảo sát, giải thích: “Bởi vì các ngôi sao và hành tinh của chúng hình thành cùng nhau, nên câu hỏi đặt ra là liệu sự tồn tại của một số nguyên tố hóa học nhất định trong bầu khí quyển của sao, hoặc tỷ lệ đồng vị hoặc độ phong phú của chúng, có phải là dấu hiệu của một hệ hành tinh hay không.” Các nhà thiên văn học đã đưa ra giả thuyết rằng số lượng các nguyên tố hóa học khác nhau trong một ngôi sao có thể gợi ý rằng ngôi sao đó có các hành tinh với bề mặt đất (những thế giới đá như Trái đất hoặc Sao Hỏa), có thể gợi ý tuổi của các hành tinh đó, và thậm chí có thể cung cấp manh mối rằng ngôi sao đã “ăn” một số hành tinh của nó. Điều này cần được nghiên cứu kỹ hơn và dữ liệu hiện được công bố là cơ sở cho việc này.
Trong số hơn 5000 ngoại hành tinh đã được xác nhận (các hành tinh quay quanh những ngôi sao khác ngoài Mặt trời), 75% được phát hiện trong không gian bằng cách quan sát ánh sáng của các ngôi sao bị yếu đi do các hành tinh đi qua phía trước chúng. Sứ mệnh Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh (TESS) của NASA đã phát hiện ra các ngoại hành tinh theo cách này. Nó thu về nhiều ngoại hành tinh hơn khi quan sát những phần bầu trời xa hoàng đạo nhất (mặt phẳng mà Trái đất quay quanh Mặt trời), được gọi là các cực hoàng đạo. Những đài quan sát ở bán cầu bắc có thể quan sát cực bắc hoàng đạo và cuộc khảo sát này về những ngôi sao có thể chứa hành tinh trong vùng này được đặt tên là cuộc khảo sát Vatican-Potsdam Northern Ecliptic Pole (VPNEP).
Cuộc khảo sát tập trung vào trường quan sát phong phú nhất của TESS, một vùng bầu trời có kích thước gấp khoảng 4000 lần kích thước trăng tròn. Tất cả khoảng 1.100 ngôi sao có khả năng chứa hành tinh trong vùng này được nghiên cứu. Kính viễn vọng cần tới 1,5 giờ đồng hồ để thu đủ ánh sáng của một ngôi sao nhằm tạo ra một quang phổ chất lượng cao. Với mỗi ngôi sao cần vài ba lần ghé thăm thì phải mất 5 năm để hoàn thành cuộc khảo sát.
Cuộc khảo sát đã sử dụng kính viễn vọng tại hai địa điểm: tại Arizona, Kính viễn vọng Alice P. Lennon của VO và Cơ sở Vật lý thiên văn Thomas. J. Bannan (Kính viễn vọng Công nghệ Tiên tiến của Vatican hay VATT) đã cung cấp ánh sáng cho Thiết bị Phân cực và Quang phổ Potsdam Echelle (PEPSI) của AIP. Những quang phổ được ghi lại của các ngôi sao nhỏ hơn với độ chính xác chưa từng có. Ở Tenerife, Đài quan sát STELLA (StellTELLar Activity) của AIP đã sử dụng Máy quang phổ STELLA Echelle để thu ánh sáng của các ngôi sao khổng lồ với độ chính xác thấp hơn nhưng vẫn ở mức cao.
Tiến sĩ Martina Baratella, một trong những nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của AIP tham gia vào cuộc khảo sát, nhận xét: “Quang phổ cho thấy các nguyên tố nằm trong số những nguyên tố khó quan sát nhất”. Các tỷ lệ phong phú như carbon với sắt hoặc ma-giê với oxy gợi ý về sự tồn tại và tuổi của các hành tinh đá chưa từng nhìn thấy.
Giáo sư Strassmeier cho biết thêm: “Trong khi phải mất thời gian để phân tích đầy đủ dữ liệu từ cuộc khảo sát, nhưng chúng tôi hy vọng sẽ sớm công bố những khám phá tiếp theo”.
Cha Gabor nhận xét: “Auguste Comte, người sáng lập thực chứng luận của Pháp, từng viết rằng chúng ta sẽ không bao giờ biết những ngôi sao được tạo nên từ gì. Ông không biết rằng ánh sáng của sao mang theo ‘những dấu vân tay’ có thể cho chúng ta biết rất nhiều điều về các vì sao. Công trình tạo dựng dường như được tạo ra để cho phép chúng ta hiểu được nó — một sự tương đồng với những gì được mặc khải trong Kinh thánh cho chúng ta biết về cách thức Thiên Chúa muốn được biết đến.”
Các lĩnh vực nghiên cứu chính tại AIP là từ trường vũ trụ và vật lý thiên văn ngoài thiên hà. Một phần đáng kể trong các nỗ lực của viện nhằm phát triển công nghệ nghiên cứu trong các lãnh vực quang phổ, kính thiên văn robot và e-science. AIP là sự kế thừa của Đài Quan sát Berlin được thành lập năm 1700 và của Đài quan sát vật lý thiên văn Potsdam được thành lập năm 1874. Đài Quan sát Potsdam là đài quan sát đầu tiên trên thế giới làm nổi bật lĩnh vực nghiên cứu vật lý thiên văn.
Đài quan sát Vatican (VO) là sự kế thừa của các đài quan sát được Tòa thánh thành lập và hỗ trợ từ năm 1572. Trụ sở chính của đài đặt tại biệt thự mùa hè của giáo hoàng ở Castel Gandolfo. Nhờ cộng tác với Đại học Arizona ở Tucson, VO có một kính viễn vọng đặt trên Núi Graham (70 dặm hay 110 km về phía đông bắc của Tucson, 10.500 bộ hay 3200 m trên mực nước biển).
Vatican Observatory 2021 Annual Report featuring article “say ‘PEPSI, please’” on the VO and this project:
[Nguồn: exaudi]
[Chuyển Việt ngữ: TRI KHOAN 26/3/2023]
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét