Ấn tượng của nghệ sĩ về Quaoar và chiếc nhẫn của nó
Cách quan sát các vật thể ở xa trong Hệ Mặt Trời
Mục lục
Chiếc nhẫn được phát hiện thông qua một loạt các quan sát diễn ra từ năm 2018 đến năm 2021. Sử dụng bộ sưu tập kính viễn vọng trên mặt đất và kính viễn vọng trên không gian Cheops, các nhà thiên văn học đã theo dõi Quaoar băng qua phía trước một loạt các ngôi sao ở xa, ngăn chặn trong một thời gian ngắn. tắt ánh sáng của họ khi nó đi qua.
Một sự kiện như vậy được gọi là một huyền bí. Quan sát cách ánh sáng từ ngôi sao huyền bí rơi xuống cung cấp thông tin về kích thước và hình dạng của vật thể huyền bí, đồng thời có thể tiết lộ liệu vật thể xen giữa có bầu khí quyển hay không. Trong trường hợp này, những giọt nhỏ hơn trước và sau hiện tượng che khuất chính đã tiết lộ sự hiện diện của vật chất trên quỹ đạo quanh Quaoar.
Quaoar là một trong tập hợp các thế giới nhỏ, xa xôi được gọi là các vật thể xuyên sao Hải Vương (TNO). Khoảng 3000 được biết đến. Như tên cho thấy, TNO được tìm thấy ở vùng ngoài của Hệ Mặt trời, bên ngoài quỹ đạo của hành tinh Sao Hải Vương. TNO lớn nhất là Pluto và Eris. Với bán kính ước tính là 555 km, Quaoar xếp thứ bảy trong danh sách kích thước và được quay quanh bởi một mặt trăng nhỏ tên là Weywot, có bán kính khoảng 80 km.
Việc nghiên cứu những hành tinh lùn này rất khó khăn vì kích thước nhỏ và khoảng cách quá xa của chúng. Bản thân Quaoar quay quanh Mặt trời với khoảng cách gần gấp 44 lần khoảng cách giữa Mặt trời và Trái đất. Vì vậy, những điều huyền bí là những công cụ đặc biệt có giá trị. Tuy nhiên, cho đến gần đây, rất khó để dự đoán chính xác thời gian và địa điểm chúng sẽ diễn ra.
Để hiện tượng che khuất xảy ra, sự thẳng hàng giữa vật thể che khuất (ở đây là TNO), ngôi sao và kính viễn vọng quan sát phải cực kỳ chính xác. Trước đây, hầu như không thể đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác để chắc chắn nhìn thấy một sự kiện. Tuy nhiên, để theo đuổi mục tiêu này, dự án Ngôi sao May mắn của Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu, được điều phối bởi Bruno Sicardy, Đại học Sorbonne & Đài thiên văn Paris – PSL (LESIA), đã được tạo ra để dự đoán những điều huyền bí sắp tới của TNO và để điều phối việc quan sát các sự kiện này từ các đài quan sát chuyên nghiệp và nghiệp dư trên toàn cầu.
căn chỉnh chính xác
Gần đây, số lượng các hiện tượng che khuất sao được quan sát đã tăng lên. Phần lớn, điều này là do sự đóng góp dữ liệu từ sứ mệnh lập bản đồ sao Gaia của ESA. Tàu vũ trụ đã mang lại độ chính xác đáng kinh ngạc ở các vị trí xuất sắc của nó đến mức những dự đoán do nhóm Ngôi sao may mắn đưa ra đã trở nên chắc chắn hơn nhiều.
Một trong những người tham gia dự án Ngôi sao may mắn là Isabella Pagano thuộc Đài quan sát vật lý thiên văn của INAF ở Catania, Ý và là thành viên của Hội đồng Cheops. Kate Isaak, Nhà khoa học Dự án của ESA cho sứ mệnh Cheops, đã liên hệ với Isabella, người tò mò liệu kính viễn vọng không gian có thể bắt được điều huyền bí hay không.
“Tôi hơi nghi ngờ về khả năng làm điều này với CHEOPS,” Isabella thừa nhận, “Nhưng chúng tôi đã điều tra tính khả thi.”
Vấn đề chính là quỹ đạo của vệ tinh có thể bị thay đổi một chút do lực cản ở phần trên của bầu khí quyển Trái đất. Điều này là do hoạt động không thể đoán trước của mặt trời có thể tấn công hành tinh của chúng ta và làm phồng bầu khí quyển của nó.
Thật vậy, lần đầu tiên nhóm cố gắng quan sát một hiện tượng huyền bí với Cheops, liên quan đến Sao Diêm Vương, dự đoán không đủ chính xác và không thể quan sát thấy hiện tượng huyền bí nào.
Tuy nhiên, sự liên kết thuận lợi hơn trong lần thử thứ hai, khi họ quan sát Quaoar. Khi làm như vậy, họ đã lần đầu tiên phát hiện ra sự che khuất của một vì sao bởi một vật thể xuyên sao Hải Vương từ không gian.
Đặt một chiếc nhẫn trên nó
Ấn tượng của nghệ sĩ về Cheops
“Dữ liệu của Cheops đối với tín hiệu nhiễu rất tuyệt vời,” Isabella nói. Tín hiệu nhiễu là phép đo mức độ mạnh của tín hiệu được phát hiện đối với nhiễu ngẫu nhiên trong hệ thống. Cheops đưa ra tín hiệu nhiễu lớn vì kính thiên văn không nhìn xuyên qua các tác động làm biến dạng của tầng khí quyển thấp hơn của Trái đất.
Sự rõ ràng này mang tính quyết định trong việc nhận ra hệ thống vành đai Quaoar vì nó cho phép các nhà nghiên cứu loại bỏ khả năng những giọt ánh sáng là do hiệu ứng giả trong bầu khí quyển của Trái đất gây ra. Bằng cách kết hợp một số phát hiện thứ cấp, được chụp bằng kính viễn vọng trên Trái đất, có thể chắc chắn rằng chúng được gây ra bởi một hệ thống vành đai bao quanh Quaoar.
Bruno Morgado, Đại học Liên bang Rio de Janeiro, Brazil, dẫn đầu cuộc phân tích. Ông đã kết hợp dữ liệu Cheops với dữ liệu từ các đài quan sát chuyên nghiệp lớn trên khắp thế giới và các nhà khoa học công dân nghiệp dư, tất cả đều đã quan sát Quaoar các ngôi sao huyền bí khác nhau trong vài năm qua. “Khi chúng tôi kết hợp mọi thứ lại với nhau, chúng tôi thấy độ sáng giảm xuống không phải do Quaoar gây ra, mà điều đó chỉ ra sự hiện diện của vật chất trong quỹ đạo tròn xung quanh nó. Khoảnh khắc chúng tôi thấy rằng chúng tôi đã nói, ‘Được rồi, chúng tôi đang nhìn thấy một vòng tròn xung quanh Quaoar.’”
Khi nói đến các hệ thống vành đai, hành tinh khổng lồ Sao Thổ giữ vương miện. Được biết đến là hành tinh có vành đai, Sao Thổ tự hào có một tập hợp bụi và các vệ tinh nhỏ bao quanh đường xích đạo của hành tinh. Mặc dù là một cảnh quan quan sát ấn tượng, khối lượng của hệ thống vành đai khá nhỏ. Nếu được thu thập, nó sẽ tạo ra từ một phần ba đến một nửa khối lượng của mặt trăng Mimas của Sao Thổ, hoặc khoảng một nửa khối lượng thềm băng ở Nam Cực của Trái đất.
Vành đai Quaoar nhỏ hơn nhiều so với vành đai Sao Thổ nhưng không kém phần hấp dẫn. Nó không phải là hệ thống vành đai duy nhất được biết là tồn tại xung quanh một hành tinh lùn hoặc hành tinh nhỏ. Hai người khác – xung quanh Chariklo và Haumea – đã được phát hiện thông qua các quan sát trên mặt đất. Tuy nhiên, điều làm cho chiếc nhẫn của Quaoar trở nên độc đáo là nơi nó được tìm thấy so với chính Quaoar.
giới hạn Roche
Bất kỳ thiên thể nào có trường hấp dẫn đáng kể sẽ có giới hạn trong đó một thiên thể đang tiến tới sẽ bị kéo thành từng mảnh. Điều này được gọi là giới hạn Roche. Các hệ thống vành đai dày đặc dự kiến sẽ tồn tại bên trong giới hạn Roche, đó là trường hợp của Sao Thổ, Chariklo và Haumea.
Giovanni Bruno, Đài quan sát vật lý thiên văn của INAF ở Catania, Ý cho biết: “Vì vậy, điều hấp dẫn về khám phá xung quanh Quaoar này là vòng vật chất ở xa hơn nhiều so với giới hạn Roche.
Đây là một bí ẩn bởi theo suy nghĩ thông thường, các vành đai vượt quá giới hạn Roche sẽ kết hợp lại thành một mặt trăng nhỏ chỉ trong vòng vài thập kỷ. “Theo kết quả quan sát của chúng tôi, quan niệm cổ điển cho rằng các vành đai dày đặc chỉ tồn tại bên trong giới hạn Roche của một thiên thể hành tinh phải được sửa đổi triệt để,” Giovanni nói.
Các kết quả ban đầu cho thấy nhiệt độ lạnh giá tại Quaoar có thể đóng vai trò ngăn cản các hạt băng giá dính vào nhau nhưng vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn nữa.
Kate cho biết: “Các quan sát của Cheops đã đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết lập sự hiện diện của một vành đai xung quanh Quaoar, trong một ứng dụng của phép trắc quang nhịp độ cao, độ chính xác cao vượt ra ngoài khoa học ngoại hành tinh điển hình hơn của sứ mệnh”.
Trong khi các nhà lý thuyết nghiên cứu về cách các vòng Quaoar có thể tồn tại, dự án Ngôi sao may mắn sẽ tiếp tục xem xét Quaoar và cả các TNO khác khi chúng che khuất các ngôi sao ở xa để đo các đặc điểm vật lý của chúng và xem có bao nhiêu người khác cũng có hệ thống vòng.
Và Cheops sẽ trở lại sứ mệnh ban đầu là nghiên cứu các ngoại hành tinh lân cận.
Lưu ý cho biên tập viên
“Một vành đai dày đặc xung quanh vật thể xuyên sao Hải Vương (50000) Quaoar nằm ngoài Giới hạn Roche của nó” của BE Morgado và cộng sự, được xuất bản trong Thiên nhiên. DOI: 10.1038/s41586-022-05629-6
Thông tin thêm về Cheops
Cheops là một sứ mệnh của ESA được phát triển với sự hợp tác của Thụy Sĩ, với một tập đoàn chuyên dụng do Đại học Bern đứng đầu và với sự đóng góp quan trọng từ Áo, Bỉ, Pháp, Đức, Hungary, Ý, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Thụy Điển và Vương quốc Anh.
ESA là kiến trúc sư của sứ mệnh Cheops, chịu trách nhiệm mua sắm và thử nghiệm vệ tinh, giai đoạn phóng và vận hành ban đầu cũng như vận hành trên quỹ đạo, cũng như Chương trình Quan sát viên Khách mà qua đó các nhà khoa học trên toàn thế giới có thể đăng ký quan sát với Cheops. Liên minh gồm 11 quốc gia thành viên ESA do Thụy Sĩ đứng đầu đã cung cấp các yếu tố thiết yếu cho sứ mệnh. Nhà thầu chính thiết kế và chế tạo tàu vũ trụ là Airbus Defense and Space ở Madrid, Tây Ban Nha.
Tập đoàn sứ mệnh Cheops điều hành Trung tâm Điều hành Sứ mệnh đặt tại INTA, ở Torrejón de Ardoz gần Madrid, Tây Ban Nha và Trung tâm Điều hành Khoa học, đặt tại Đại học Geneva, Thụy Sĩ.
Để biết thêm thông tin, hãy truy cập:
Để thêm thông tin chi tiết, xin vui lòng liên hệ:
Quan hệ Truyền thông ESA
Email: media@Khoa học