Các nhà thiên văn tính được một ngày trên hành tinh Beta Pictoris b chỉ
dài 8 tiếng
Theo cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia của Mỹ (NASA), tính đến nay đã có 1703 hành tinh và 1033 ngôi sao được phát hiện. Tuy nhiên, chúng ta chỉ biết rất ít về các hành tinh này ngoại trừ một số suy luận dựa trên quỹ đạo của chúng. Hôm nay, bức màn bí ẩn của các hành tinh xa xôi đã bắt đầu đựoc hé mở nhờ các nhà thiên văn người Hà Lan - họ đã lần đầu tiên đo được thời gian của một ngày trên một ngoại hành tinh nhờ sự hỗ trợ của kính thiên văn Very Large Telescope (VLT) thuộc trung tâm quan sát thiên văn nam châu Âu (ESO) đặt tại sa mạc Atacama, Chile. Hành tinh được chọn nghiên cứu là Beta Pictoris b - một ngoại hành tinh khí khổng lồ, mỗi ngày dài 8 tiếng và quay nhanh hơn mọi hành tinh trong hệ Mặt Trời của chúng ta, nhóm nghiêm cứu cho hay.
Beta Pictoris b được phát hiện cách đây 6 năm khi nó đang quay quanh một ngôi sao có tên Beta Pictoris. Ngôi sao này có thể quan sát bằng mắt thường, thuộc chòm sao Pictor và nằm cách chúng ta 63 năm ánh sáng. Đây là một trong những ngoại hành tinh đầu tiên được chụp ảnh trực tiếp và là hành tinh gần nhất với ngôi sao chủ được chụp trực tiếp ở khoảng cách 8 AU (1,2 tỉ km). Beta Pictoris b là một ngôi sao rất trẻ, khoảng 20 triệu năm tuổi, lớn hơn 16 lần, nặng hơn 3000 lần so với Trái Đất và mỗi ngày trên đó dài chỉ 8 tiếng. Theo nhóm nghiên cứu đến từ đại học Leiden và Viện nghiên cứu không gian Hà Lan (SRON), Beta Pictoris b cũng tự quay ở vận tốc 100.000 km/h tại xích đạo - nhanh hơn mọi hành tinh khác trong hệ Mặt Trời. Hành tinh này vẫn rất lạnh và đang co lại dần, vì vậy ngoại trừ các yếu tố khác có thể làm chậm nó, nó sẽ vẫn quay nhanh và thậm chí còn nhanh hơn trong tương lai.
Khối lượng và tốc độ quay của các hành tinh thuộc Thái Dương hệ so với Beta Pictoris b.
Một trong những điểm thú vị mà các nhà nghiên cứu phát hiện là đặc điểm tự quay của Beta Pictoris b rất tương đồng mô hình chung của các hành tinh thuộc hệ Mặt Trời. Cụ thể là các hành tinh càng lớn, tốc độ tự quay của nó càng nhanh. 6 hành tinh trong Thái Dương hệ đáp ứng đặc điểm này ngoại trừ sao Thuỷ và sao Kim. Các nhà thiên văn cho biết 2 hành tinh này tự quay chậm hơn so với cả Trái Đất lẫn sao Hoả bởi chúng chịu tác động bởi lực hấp dẫn của Mặt Trời khiến tốc độ tự quay bị kiềm hãm.
Thành viên nhóm nghiên cứu Remco de Kok cho biết: "Vẫn chưa rõ tại sao một số hành tinh tự quay rất nhanh trong khi số khác lại chậm hơn. Tuy nhiên, việc đo đạc tốc độ tự quay của ngoại hành tinh này cho thấy một xu hướng tương tự trong hệ Mặt Trời - nơi có nhiều hành tinh lớn quay nhanh hơn và nắm giữ những sự thật về ngoại hành tinh. Do đó, phải có một vài hệ quả chung từ sự hình thành của các hành tinh."
Độ dài của một ngày trên Beta Pictoris b được tính toán từ hoạt động quan sát bằng máy đo quang phổ hồng ngoại phân giải cao echelle (CRIRES) trên kính thiên văn VLT, dựa trên một kỹ thuật có tên đo quang phổ phân tán cao. Do Beta Pictoris b có thể được quan sát trực tiếp, VLT có thể ghi lại hình ảnh quang phổ khí quyển của nó. Các nhà khoa học tại trung tâm quan sát nam châu Âu (ESO) đã nghiên cứu các tín hiệu từ carbon monoxit (CO). Nếu hành tinh đang đứng yên, các dải hấp thụ trong quang phổ có thể nằm cùng một vị trí nhưng nếu hành tinh chuyển động, các dải sẽ chuyển động theo hiệu ứng Doppler. Suy luận tương tự nếu tính tốc độ quay quanh sao chủ của hành tinh.
Kết quả là các dải hấp thụ của Beta Pictoris b có dấu hiệu thay đổi và chỉ ra rằng một mặt của hành tinh đang chuyển động theo một hướng và mặt còn lại chuyển động theo hướng khác. Nói cách khác, hành tinh này đang tự quay. Bằng việc tính toán những thay đổi trên quang phổ, các nhà thiên văn có thể tìm ra tốc độ tự quay của nó. Đây là một kỹ thuật đã được sử dụng để tính tốc độ tự quay của nhiều ngôi sao.
Kính thiên văn Very Large Telescope của ESO tại Chile.
Lãnh đạo nhóm nghiên cứu Ignas Snellen cho biết: "Chúng tôi đã đo được các bước sóng của bức xạ phát ra bởi hành tinh đến tỉ lệ 1/100.000, các phép đo này rất gần với hiệu ứng Doppler và có thể tiết lộ vận tốc của các vật thể phát ra bức xạ. Bằng kỹ thuật trên, chúng tôi tìm ra những phần khác biệt của bề mặt hành tinh, phần nào đang di chuyển hướng tới hoặc ra xa chúng tôi ở các tốc độ khác nhau, và điều này chỉ có một ý nghĩa là hành tinh đang tự quay quanh trục của nó."
Nhà nghiên cứu Bernhard Brandl phụ trách hệ thống máy đo phổ và ảnh hoá giữa hồng ngoại của kính thiên văn E-ELT (METIS) thuộc ESO cho rằng những phát hiện về hành tinh Beta Pictoris b sẽ mở ra những cơ hội mới để lập bản đồ các ngoại hành tinh. Ông nói: "Kỹ thuật này có thể được dùng trên các ngoại hành tinh lớn hơn với sự hỗ trợ của máy đo quang phổ phân tán với độ phân giải và độ nhạy rất cao của kính thiên văn E-ELT. Theo kế hoạch của METIS, chúng tôi sẽ có thể tạo ra các bản đồ của ngoại hành tinh và mô tả đặc điểm của các hành tinh nhỏ hơn Beta Pictoris b bằng kỹ thuật này."
