NASA phát hiện dấu hiệu về hành tinh đầu tiên ngoài Dải Ngân Hà

Phát hiện quan trọng trên làm gợi nhớ đến tuyên bố năm 2017 của NASA rằng “Phát hiện một trái đất thứ 2 không còn là chuyện có thể hay không, mà chỉ còn là vấn đề thời gian”.

Dấu hiệu về một hành tinh ngoài Dải Ngân Hà chứa Trái đất được kính viễn vọng Chandra X-Ray của NASA ghi lại. Cho đến nay, các nhà khoa học đã phát hiện gần 5.000 “ngoại hành tinh (exoplanet)” – những thế giới quay quanh những ngôi sao ngoài Mặt trời – nhưng tất cả chúng đều nằm trong phạm vi Dải Ngân hà và hầu hết cách Trái Đất dưới 3.000 năm ánh sáng.

Tín hiệu hành tinh tiềm năng do kính viễn vọng Chandra X-Ray của NASA phát hiện nằm trong Thiên hà Messier 51 hay Thiên hà Xoáy nước (Whirlpool Galaxy). Thiên hà Xoáy Nước là một trong những thiên hà nổi tiếng trên bầu trời, này nằm trong chòm sao Lạp Khuyển, cách Dải Ngân Hà 28 triệu năm ánh sáng.

Phát hiện bằng chứng đầu tiên về hành tinh ngoài Dải Ngân Hà được các nhà thiên văn học tìm thấy qua quá trình chuyển tiếp (transit) trong đó hành tinh đi qua phía trước ngôi sao, chặn một phần ánh sáng của ngôi sao và tạo ra mức độ giảm ánh sáng đặc trưng mà kính thiên văn có thể phát hiện được. Đây là kỹ thuật thường dùng để phát hiện ngoại hành tinh.

Tiến sĩ Rosanne Di Stefano cộng sự đã tìm kiếm độ sáng của tia X nhận được từ loại thiên thể gọi là nhị phân ánh sáng tia X.

Những vật thể này thường chứa một ngôi sao neutron hoặc hố đen vũ trụ hút khí từ ngôi sao đồng hành có quỹ đạo gần. Vật chất gần sao neutron hoặc hố đen trở nên quá nóng và phát sáng ở các bước sóng tia X.

Các thành viên trong nhóm đã sử dụng kỹ thuật này để phát hiện ứng viên ngoại hành tinh mới trong hệ thống nhị phân M51-ULS-1.

Hệ nhị phân M51-ULS-1 chứa một hố đen hoặc sao neutron quay quanh ngôi sao đồng hành có khối lượng gấp 20 lần Mặt trời. Sao neutron là lõi sụp đổ của những gì từng là một ngôi sao khổng lồ.

Quá trình chuyển tiếp kéo dài khoảng 3 giờ, trong thời gian đó phát xạ tia X giảm xuống còn 0. Dựa trên thông tin này cùng những thông tin khác, các nhà thiên văn học ước tính hành tinh ứng viên vừa phát hiện có kích thước tương đương sao Thổ và quay quanh sao neutron hoặc hố đen ở khoảng cách gấp đôi so với khoảng cách của Mặt trời và sao Thổ.

Tiến sĩ Di Stefano nhận định rằng các kỹ thuật đã rất thành công trong tìm kiếm những ngoại hành tinh trong Dải Ngân Hà không phát huy tác dụng khi quan sát những thiên hà khác. Điều này có một phần là do khoảng cách quá lớn khiến lượng ánh sáng chiếu tới kính thiên văn bị giảm đồng thời khoảng cách này cũng khiến nhiều vật thể khi quan sát từ Trái đất bị dồn vào trong một không gian nhỏ, gây khó khăn cho việc phân tích từng ngôi sao riêng lẻ. Với tia X, có thể chỉ có vài chục nguồn trải rộng trên toàn bộ thiên hà do đó các nhà khoa học có thể xử lý được.

Tiến sĩ Di Stefano cho hay rằng thế hệ kính thiên văn quang học và hồng ngoại mới sẽ không thể bù đắp cho các vấn đề như nhiều thiên thể và ánh sáng kém, do vậy, các quan sát trong phổ tia X vẫn là phương pháp chính để phát hiện hành tinh ở những thiên hà khác. Tuy nhiên, bà chỉ ra rằng một phương pháp được gọi là microlensing (khuếch đại hấp dẫn) cũng có tiềm năng được sử dụng trong việc phát hiện các hành tinh ngoài thiên hà chứa Trái đất.