Vi thấu kính hấp dẫn tìm hành tinh bằng một lần sao sáng lên như thế nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Vi thấu kính hấp dẫn tìm dấu hành tinh qua cách hấp dẫn của một hệ ở phía trước làm ánh sáng một ngôi sao nền sáng lên tạm thời. Nếu hệ thấu kính có hành tinh, hành tinh có thể tạo một nét biến đổi bổ sung trong đường sáng.
“Thấu kính” không làm bằng thủy tinh
Theo thuyết tương đối rộng, khối lượng làm thay đổi hình học không–thời gian và đường truyền ánh sáng. Khi một vật có khối lượng đi gần đường nhìn tới một sao xa hơn, ánh sáng tới người quan sát bị biến đổi.
Trong một sự sắp hàng thích hợp, tổng ánh sáng thu từ sao nền tăng. Ta gọi đó là khuếch đại hấp dẫn; ngôi sao nền không nhất thiết vừa tăng công suất phát của chính nó.
Tên “vi thấu kính” cũng không có nghĩa vật gây hiệu ứng phải nhỏ như hạt bụi. Trong quan sát dạng này, các ảnh thường quá gần nhau trên bầu trời để tách riêng bằng thiết bị đang dùng; biến đổi tổng độ sáng trở thành dấu đo hữu ích.
Một hành tinh làm lệch đường sáng
Khi hệ thấu kính và sao nền thay đổi vị trí tương đối, độ khuếch đại thay đổi theo thời gian. Nếu chỉ có một vật thấu kính đơn giản, mô hình cho một dạng đường sáng tương ứng.
Một hành tinh có thể tạo sai khác với dạng đó. Nhà thiên văn theo dõi dày theo thời gian và đối chiếu mô hình để kiểm tra dấu hiệu. Phần ánh sáng được theo dõi vẫn có thể chủ yếu đến từ sao nền, chứ không phải ảnh chụp trực tiếp hành tinh.
Một cơ hội quan sát không luôn lặp lại
Khác quá cảnh có thể lặp theo chu kỳ quỹ đạo thuận lợi, sự sắp hàng giữa hai hệ sao độc lập thường chỉ cho một sự kiện hữu ích trong thời gian quan sát. Vì vậy, thu dữ liệu kịp lúc có vai trò quan trọng.
Hình dạng và thời gian sự kiện còn phụ thuộc hình học, khoảng cách, khối lượng và chuyển động. Các phép đo bổ sung có thể giúp phân biệt những mô hình cùng giải thích một phần dữ liệu.
Hiểu lầm: thấy sao sáng lên một lần là đã chắc chắn phát hiện hành tinh. Sao tự biến đổi hoặc những cấu hình thấu kính khác cũng cần được xem xét bằng bằng chứng phù hợp.
Ghi nhớ: sao nền cấp ánh sáng; hấp dẫn phía trước đổi đường đi; chuyển động tạo đường sáng theo thời gian; sai khác có thể hé lộ hành tinh.
Đọc thêm
- Không nhìn thấy hành tinh xa, làm sao biết nó quay quanh một ngôi sao?
- Coronagraph che ngôi sao mà vẫn giữ ánh sáng hành tinh bằng cách nào?