Các nhà thiên văn học lần đầu tiên phát hiện ra một ngoại hành tinh có một ngôi sao già trên quỹ đạo. Ngoại hành tinh cuối cùng được kính viễn vọng không gian Kepler tìm thấy sẽ chuyển động xoắn ốc gần hơn với ngôi sao đang mở rộng của nó cho đến khi chúng đập vỡ và xóa sổ nó.
Bằng cách cho chúng tôi cái nhìn đầu tiên về một năng lượng mặt trời hệ thống vào cuối vòng đời của nó, khám phá này cung cấp những hiểu biết mới về quá trình phân rã quỹ đạo hành tinh dần dần. Nhiều thế giới, bao gồm cả Trái đất, được dự đoán sẽ trải qua cái chết do các ngôi sao trong 5 tỷ năm tới. Kepler-1568b là một ngoại hành tinh chỉ còn tồn tại chưa đầy 3 triệu năm.
Tác giả đầu tiên Shreyas Vissapragada nói, “Trước đây chúng tôi đã phát hiện bằng chứng cho thấy các ngoại hành tinh đang chuyển động xoắn ốc về hướng của chúng. sao, nhưng trước đây chúng ta chưa bao giờ thấy một hành tinh như vậy quay quanh một ngôi sao tiến hóa".
“Đối với những ngôi sao tương tự như mặt trời, “tiến hóa” ám chỉ những ngôi sao đã hợp nhất tất cả hydro thành heli và bước sang giai đoạn tiếp theo của cuộc đời họ. Trong trường hợp này, ngôi sao đã bắt đầu giãn nở thành một ngôi sao nhỏ. Lý thuyết dự đoán rằng các ngôi sao tiến hóa rất hiệu quả trong việc tiêu hao năng lượng từ quỹ đạo hành tinh của chúng, và giờ đây chúng ta có thể kiểm tra những lý thuyết đó bằng các quan sát.”
Ngoại hành tinh xấu số được gọi là Kepler-1658b. Việc phát hiện ra nó được thực hiện nhờ kính viễn vọng không gian Kepler, một sứ mệnh săn tìm hành tinh mang tính đột phá bắt đầu vào năm 2009. Là ứng cử viên đầu tiên cho một ngoại hành tinh mới mà Kepler từng thấy, nó được đặt tên là KOI 4.01, hay vật thể thứ 4 của mối quan tâm được phát hiện bởi Kepler.
KOI 4.01 ban đầu bị coi là dương tính giả. Trước khi các nhà khoa học biết rằng dữ liệu không phù hợp với mô hình, các nhà khoa học tin rằng họ đang lập mô hình Vật thể có kích thước bằng sao Hải Vương xung quanh một ngôi sao có kích thước bằng mặt trời; một thập kỷ sẽ trôi qua khi nó quan sát thấy các sóng địa chấn truyền qua ngôi sao của nó. Sau khi các nhà khoa học chứng minh rằng hành tinh này và ngôi sao của nó lớn hơn nhiều so với suy nghĩ ban đầu, vật thể này chính thức được thêm vào làm vật thể thứ 1658 trong danh mục của Kepler.
Kepler-1658b được gọi là Sao Mộc nóng. Khoảng cách đó đối với Kepler-1658b chỉ bằng một phần tám khoảng cách giữa chúng ta mặt trời và Sao Thủy, có một trong những quỹ đạo gần nhất. Kepler-1658b quay quanh ngôi sao của nó chỉ trong 3.8 ngày, không giống như quỹ đạo 88 ngày của Sao Thủy.
Kepler-1658b khoảng 2 tỷ năm tuổi và đang ở 1% cuối đời. Ngôi sao của nó đã đạt đến giai đoạn của vòng đời sao, nơi nó bắt đầu phát triển, giống như Mặt trời của chúng ta được dự đoán sẽ làm như vậy và đã bước vào giai đoạn mà các nhà thiên văn học gọi là giai đoạn cận khổng lồ. Cấu trúc cốt lõi của các ngôi sao tiến hóa, trái ngược với sao giàu hydro giống như Mặt trời của chúng ta, theo dự đoán lý thuyết, sẽ dễ dàng dẫn đến sự tiêu tán năng lượng thủy triều nhận được từ quỹ đạo của các hành tinh được chủ quản. Kết quả là quá trình phân rã quỹ đạo sẽ diễn ra nhanh hơn, khiến việc kiểm tra thang thời gian phù hợp với con người trở nên đơn giản hơn.
Sự phân rã quỹ đạo và va chạm là không thể tránh khỏi đối với sao Mộc nóng bức và các hành tinh khác gần Mặt trời của chúng. Nhưng vì quá trình này diễn ra từ từ một cách đáng kinh ngạc nên việc theo dõi cách các hành tinh ngoại quay vòng quanh các ngôi sao chủ của chúng tỏ ra khó khăn. Theo phân tích hiện tại, chu kỳ quỹ đạo của Kepler-1658 b đang giảm đi 131 mili giây (phần nghìn giây) mỗi năm.
Các nhà khoa học ghi nhận, “Việc phát hiện sự suy giảm này cần nhiều năm quan sát cẩn thận. Chiếc đồng hồ bắt đầu với Kepler và được Kính viễn vọng Hale của Đài thiên văn Palomar ở Nam California chọn và cuối cùng là Kính viễn vọng Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh, hay TESS, được ra mắt vào năm 2018. Cả ba thiết bị đều ghi lại các chuyển động, thuật ngữ chỉ thời điểm một ngoại hành tinh đi qua mặt của ngôi sao và gây ra một ánh sáng rất nhẹ sự giảm độ sáng của ngôi sao. Trong 13 năm qua, khoảng thời gian giữa các lần đi qua của Kepler-1658 b đã giảm nhẹ nhưng đều đặn.”
“Hiện tượng tương tự gây ra sự lên xuống hàng ngày của các đại dương trên Trái đất: thủy triều.”
“Lực kéo làm biến dạng hình dạng của mỗi vật thể và năng lượng được giải phóng khi hành tinh và ngôi sao phản ứng với những thay đổi này. Tùy thuộc vào khoảng cách giữa chúng, kích thước và tốc độ quay của chúng, những tương tác thủy triều này có thể dẫn đến việc các vật thể đẩy nhau ra xa – trường hợp Trái đất và Mặt trăng chuyển động xoắn ốc chậm ra phía ngoài – hoặc hướng vào trong, như với Kepler-1658b về phía nó. ngôi sao."
“Nhiều nhà nghiên cứu vẫn chưa hiểu rõ những động lực này, đặc biệt là trong các kịch bản hành tinh sao, vì vậy các nhà vật lý thiên văn rất mong muốn tìm hiểu thêm từ hệ thống Kepler-1658.”
Ashley Chontos, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Henry Norris Russell về Vật lý thiên văn tại Princeton nói, “Mặc dù về mặt vật lý, hệ thống của ngoại hành tinh này rất khác với hệ mặt trời – ngôi nhà của chúng ta – nhưng nó vẫn có thể cho chúng ta biết nhiều điều về hiệu quả của quá trình phân tán thủy triều này và những hành tinh này có thể tồn tại được bao lâu.”
Tạp chí tham khảo:
- Shreyas Vissapragada và cộng sự. Sự sụp đổ thủy triều có thể xảy ra của Hệ hành tinh đầu tiên của Kepler. Tạp chí Vật lý Thiên văn. DOI: 10.3847/2041-8213/aca47e
