RSS

Cực quang trên hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời: Một cảnh tượng phi thường

29 Jul

 

Nghiên cứu cho thấy rằng cực quang trên những Hot Jupiter xa xôi có thể sáng hơn nhiều những màn biểu diễn trên Trái Đất.

Quan niệm của người nghệ sĩ biểu diễn một Hot Jupiter và hai mặt trăng giả thuyết của nó cùng với một ngôi sao giống như Mặt Trời ở hậu cảnh. Hành tinh được một khoác chiếc áo choàng cực quang lấp lánh tạo ra bởi sự tác động của sự phun trào vật chất vành nhật hoa.

Cực quang trên Trái Đất, hay ánh sáng phương bắc và phương nam, đem đến một màn biểu diễn ánh sáng chói lọi cho người dân sống ở các vùng cực. Bức màn lung linh sắc xanh lá và đỏ lượn sóng khắp bầu trời thật sinh động. Cuộc nghiên cứu mới cho thấy rằng cực quang trên các Hot Jupiter(*) xa xôi có thể sáng gấp 100-1000 lần trên Trái Đất. Chúng cũng uốn lượn từ xích đạo đến các cực do hành tinh ở gần bất cứ vụ nổ sao nào, thết đãi toàn hành tinh một quang cảnh huyền ảo.

“Giá mà tôi có một vé du lịch để tham quan những cực quang này!”, Ofer Cohen từ Trung tâm Vật lí Thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA) ở Cambridge, Massachusetts nói.

Cực quang trên Trái Đất được tạo ra khi các hạt mang năng lượng từ Mặt Trời giội vào từ trường của hành tinh chúng ta. Từ trường hướng các hạt mặt trời về phía cực, nơi chúng va chạm mạnh với khí quyển Trái Đất, tạo ra các phân tử khí sáng rực rỡ như đèn neon. Quá trình tương tự có thể xảy ra với các hành tinh quay quanh những ngôi sao xa xôi, được gọi là các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời.

Những cực quang đặc biệt mạnh xảy ra khi Trái Đất bị tấn công bởi CME(**) – một luồng khổng lồ bắn ra hàng tỉ tấn plasma mặt trời (khí nóng mang điện tích) vào Thái Dương Hệ. CME có thể làm nhiễu từ quyển Trái Đất – bong bóng không trung được bảo vệ bởi từ trường Trái Đất – tạo nên bão địa từ. Năm 1989, CME tấn công Trái Đất với năng lượng mạnh đến nỗi gây mất điện diện rộng ở Quebec, Canada.

Cohen và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng các mô hình trên máy tính để nghiên cứu chuyện gì sẽ xảy ra nếu một hành tinh khí khổng lồ ở trong quỹ đạo gần, chỉ vài triệu dặm tính từ ngôi sao của nó, bị ảnh hưởng bởi vụ nổ sao. Ông muốn biết sự tác động  lên khí quyển và từ quyển phụ cận của hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời.

Hành tinh khí khổng lổ ngoài hệ sẽ phải hứng chịu những lực cực mạnh. Trong Hệ Mặt Trời, CME trải rộng ra khi nó di chuyển trong vũ trụ, thế nên nó khó khuếch tán một khi nó tới chỗ chúng ta. Một Hot Jupiter sẽ cảm thấy một luồng hạt mạnh hơn và mật độ dày hơn, như sự khác biệt giữa vụ phun trào núi lửa 100 dặm (160 km) và 1 dặm (1.6 km).

“Sự tác động đến các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời hoàn toàn khác biệt so với những gì chúng ta thấy trong Hệ Mặt Trời và dữ dội hơn nhiều”, Vinay Kashyap từ CfA phát biểu.

Trong mô hình, CME tấn công Hot Jupiter và làm yếu tấm chặn từ của nó, sau đó các hạt CME đến được khí quyển của hành tinh khí khổng lồ. Cực quang của nó rọi sáng vòng xích đạo mạnh gấp 100 đến 1000 lần cực quang của Trái Đất. Sau quá trình 6 tiếng, cực quang gợn sóng lăn tăn và di chuyển xuống cực bắc và cực nam của hành tinh trước khi từ từ mờ dần.

Bất chấp các lực cực mạnh có liên quan, từ trường của hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời bảo vệ khí quyển của nó khỏi sự xói mòn.

“Máy tính của chúng tôi cho thấy cơ chế bảo vệ của hành tinh hoạt động hiệu quả như thế nào”, Cohen nói. “Thậm chí một hành tinh có từ trường yếu hơn Mộc Tinh nhiều cũng sẽ tương đối an toàn.”

Công trình này có những hàm ý quan trọng đối với sự sống trên giới hành tinh đá quay quanh những ngôi sao xa xôi. Vì sao lùn đỏ phổ biến nhất trong thiên hà chúng ta, các nhà thiên văn đề xuất tập trung vào chúng trong cuộc tìm kiếm những thế giới giống Trái Đất.

Tuy nhiên, vì sao lùn đỏ lạnh hơn Mặt Trời, một hành tinh đá phải chuyển động theo quỹ đạo rất gần với ngôi sao để đủ ấm để giữ nước ở thể lỏng. Ở đó, nó sẽ hứng chịu một phần của những vụ nổ sao hung dữ, Cohen và đồng nghiệp của ông đã nghiên cứu. Công việc tương lai của họ sẽ kiểm tra liệu giới hành tinh đá có thể bảo vệ chính chúng khỏi những vụ nổ như thế không.

 

(*): hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời có khối lượng xấp xỉ Mộc Tinh nhưng khoảng cách từ nó đến ngôi sao mẹ chỉ bằng một phần vài trăm lần khoảng cách từ Mộc Tinh đến Mặt Trời.

(**): sự phun trào vật chất vành nhật hoa hay đám mây khổng lồ chứa những hạt nhỏ mang điện tích hay hiện tượng bùng cháy trên bề mặt Mặt Trời.

Nguồn: Astronomy Magazine

Người dịch: Nguyễn  Huyền Trang – VPAC

Advertisements
 
Leave a comment

Posted by on July 29, 2011 in Bản tin, Home

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: