Một lần sao hơi tối đi có thể hé lộ hành tinh chưa nhìn thấy bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Khi một hành tinh đi ngang trước đĩa sao theo hướng nhìn của chúng ta, nó che một phần ánh sáng. Kính thiên văn có thể nhận ra lần giảm sáng rất nhỏ ấy dù chưa tách được hình ảnh riêng của hành tinh. Hiện tượng được gọi là quá cảnh.
Đo ánh sáng theo thời gian
Thay vì chỉ chụp một ảnh, nhà thiên văn theo dõi độ sáng qua nhiều thời điểm. Trên đường cong ánh sáng, một lần che khuất tạo một vùng lõm. Các vùng lõm lặp lại đều đặn là dấu hiệu đáng chú ý của một vật thể đang quay quanh sao.
Đây giống việc nhận biết một vật nhỏ đi qua trước đèn ở xa bằng lượng ánh sáng nhận được. Điểm quan trọng là độ ổn định của phép đo, không phải phóng đại ảnh cho đến khi thấy rõ một chấm đen.
Vùng lõm nói gì về hành tinh?
Trong mô hình đơn giản, sao có độ sáng bề mặt đồng đều, hành tinh tối và nằm trọn trước đĩa sao, độ giảm sáng tương đối gần bằng bình phương tỉ số bán kính hành tinh và sao. Nó phản ánh phần diện tích bị che, không trực tiếp cho khối lượng.
Muốn suy bán kính hành tinh vẫn cần biết kích thước sao. Ánh sáng của một sao khác lẫn trong vùng đo làm tín hiệu giảm sáng bị pha loãng. Các mô hình thực còn xét rìa sao tối hơn tâm và hình học đường đi.
Khoảng thời gian giữa các lần quá cảnh có thể cho chu kỳ quỹ đạo. Kết hợp chu kỳ với thông tin sao mới suy thêm về quy mô quỹ đạo; chỉ một lần lõm chưa đủ biết mọi thứ.
Vì sao không phát hiện được mọi hành tinh?
Mặt phẳng quỹ đạo phải có hướng phù hợp để hành tinh đi qua trước sao đối với người quan sát. Một hành tinh có thật nhưng đi lệch phía trên đĩa sao sẽ không tạo quá cảnh quan sát được.
Hiểu lầm: cứ sao tối theo nhịp là chắc chắn có hành tinh. Sao đôi che nhau, biến đổi của sao và nhiễu thiết bị cũng cần được loại trừ. Kiểm tra tín hiệu và dữ liệu bổ sung là phần của quá trình xác nhận.
Ghi nhớ: quá cảnh đo phần ánh sáng bị che; phương pháp vận tốc xuyên tâm đo chuyển động của sao. Hai cách bổ sung thông tin cho nhau.
Đọc thêm
- Hành tinh chưa nhìn thấy làm lộ mình qua phổ ánh sáng của ngôi sao bằng cách nào?
- Vi thấu kính hấp dẫn tìm hành tinh bằng một lần sao sáng lên như thế nào?