Truy tìm sự sống qua màu sắc của các hành tinh!

[chyngjeeng]

Hệ thống quảng cáo SangNhuong.com

Truy tìm sự sống qua màu sắc của các hành tinh

Trái Đất có màu xanh hấp dẫn. Hỏa tinh có màu đỏ giận dữ. Kim tinh có màu trắng rực rỡ. Các nhà thiên văn đã biết được rằng “các màu thực” của các hành tinh có thể tiết lộ các chi tiết quan trọng. Ví dụ, Hỏa tinh có màu đỏ vì nó chứa đất gỉ đỏ gọi là sắt oxit. Và sắc màu nổi tiếng của hành tinh chúng ta, “màu xanh cẩm thạch”? Đó là bởi vì bầu khí quyển tán xạ các tia sáng xanh mạnh mẽ hơn so với các màu đỏ. Vì vậy bầu khí quyển trông có vẻ xanh từ bên trên và bên dưới.

Các hành tinh quanh các ngôi sao khác có thể thể hiện một cầu vồng gồm các màu mỗi bit đa dạng như các hành tinh trong hệ Mặt Trời của chúng ta. Và các nhà thiên văn học muốn khai thác triệt để các màu sắc để nghiên cứu hơn nữa các hành tinh bên ngoài. Chúng là đá, khí hay giống Trái Đất?
Trong một nghiên cứu gần đây đã được công bố trên Tạp chí Astrophysical, một nhóm nghiên cứu do nhà thiên văn học Lucy McFadden của NASA và sinh viên tốt nghiệp UCLA của Đại học Carolyn Crow mô tả một cách đơn giản để phân biệt giữa các hành tinh của hệ Mặt Trời của chúng ta dựa trên thông tin màu sắc. Trái Đất, nói riêng, khác biệt rõ ràng trong số các hành tinh, giống như một chim giẻ cùi trong một đàn hải âu.

“Phương pháp mà chúng tôi phát triển giúp phân biệt các hành tinh,” Crow cho biết. “Nó làm cho Trái Đất có cái nhìn độc đáo.”
Điều này cho thấy rằng một ngày nào đó, khi chúng tôi có công nghệ để thu thập ánh sáng từ các hành tinh riêng lẻ bên ngoài, các nhà thiên văn có thể sử dụng thông tin màu sác để xác định các hành tinh giống Trái Đất. “Cuối cùng, nếu kính viễn vọng được làm lớn hơn, sẽ có khả năng thu gom ánh sáng để xem xét màu sắc của các hành tinh quanh các ngôi sao khác,” McFadden nói. “Màu sắc của chúng cho cho chúng ta biết cái nào cần được nghiên cứu chi tiết hơn.”

Trái Đất từ các hành tinh khác.

Dự án bắt đầu vào năm 2008, khi Crow hợp tác với McFadden, khoa trưởng giảng dạy của cô tại Đại học Marryland ở College Park. McFadden đang dẫn đầu trường Đại học và các chương trình sau tiến sĩ tại Trung tâm các chuyến bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland.

Thông tin màu sắc mới nhất về Trái Đất, Mặt Trăng, và Hỏa tinh trở thành sẵn có, nhờ có tàu vũ trụ Deep Impact của NASA. Trên đường đến một cuộc gặp gỡ dự kiến vào tháng 11 này với Sao chổi 103P/Hartley 2, Deep Impact quan sát Trái Đất. Ý tưởng là để xác định hành tinh quê hương của chúng ta trông như thế nào đối với các nhà thiên văn học của các hành tinh khác (nếu có) và cuối cùng dùng khả năng quan sát sâu của nó tìm ra làm thế nào để phát hiện các hành tinh giống Trái Đất xung quanh các ngôi sao khác.
Khi Deep Impact du hành xuyên không gian, Dụng cụ phân giải cao (HRI) của nó đo cường độ ánh sáng của Trái Đất. HRI là một kính viễn vọng 11.8 in. (30cm) cung cấp ánh sáng thông qua bảy bộ lọc màu khác nhau đặt trên một bánh xe quay vòng. Mỗi bộ lọc mẫu ánh sáng đến ở một phần khác nhau của phổ nhìn thấy được ánh sáng, từ tia cực tím và xanh đến đỏ và hồng ngoại gần. Ngày 28 tháng 05 năm 2008, Deep Impact đã bắt được một khoảnh khắc Mặt Trăng đi qua trước Trái Đất. Sau đó, trong năm 2009, HRI quan sát Hỏa tinh.

McFadden tự hỏi sự kết hợp của thông tin màu sắc nào từ các bộ lọc sẽ cho ra dấu hiệu tốt nhất để nhận biết Trái Đất với các hành tinh khác và các vệ tinh của hệ Mặt Trời. Cô đã tuyển Crow để cùng làm việc trong dự án. Tám nhà nghiên cứu khác từ NASA, Đại học Maryland, Đại học Washington (Seatle), và Khoa vật lý ứng dụng Đại học Johns Hopkins cũng gia nhập đội.

Sự hoà trộn kỳ diệu

Dữ liệu màu sắc của Deep Impace bao gồm Trái Đất, Mặt Trăng, và Hỏa tinh. Lượng ánh sáng tương đối chiếu qua các bộ lọc khác nhau đối với từng hành tinh hoặc mặt trăng, cung cấp một loại vân màu. Điều này đội đã thêm thông tin màu sắc hiện nay về Kim tinh, Thủy tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải vương tinh, và mặt trăng Titan của Thổ tinh.

494399main_color-color_labeled_350

Các nhà nghiên cứu của NASA phân tích ánh sáng phản xạ từ các hành tinh và vẽ những kết quả trên một biểu đồ "màu sắc". Bằng các vẽ tỷ lệ của màu đỏ với ánh sáng màu xanh lá, các cụm hành tinh vào "gia đình màu sắc". Trên biểu đồ, Trái Đất có thể dễ dàng phân biệt được với các hành tinh lớn khác. (NASA/GSFC)

Một so sánh từng phần các dữ liệu màu sắc trên tất cả các hành tinh chính là một đống lộn xộn khó hiểu. Nhóm cuối cùng đã tìm thấy một sự kết hợp của các bộ lọc khác nhau – một trong màu xanh, một trong màu đỏ - làm nổi bật sự khác biệt giữa các hành tinh.

Trên một biểu đồ “màu-màu” đặc biệt mà đội làm ra, các cụm hành tinh hình thành các nhóm dựa trên sự tương đồng trong các bước sóng của ánh sáng Mặt Trời mà bề mặt và khí quyển của chúng phản xạ. Các khối khí khổng lồ của Mộc tinh và mớ hỗn độn Thổ tinh nằm một góc, Thiên vương tinh và Hải vương tinh nằm một góc khác. Các hành tinh đá bên trong Hỏa tinh, Kim tinh, Thuỷ tinh tập trung trong góc riêng của “không gian màu.”

Nhưng Trái Đất là hành tinh cô độc thực sự trong không gian màu sắc. Nó độc đáo bởi hai yếu tố. Một là sự tán xạ ánh sáng màu xanh của bầu khí quyển. Điều này được gọi là tán xạ Rayleigh, sau khi các nhà khoa học Anh phát hiện ra nó.

Một lý do khác mà Trái Đất đứng ra khỏi màu không giam là bởi nó nó không hấp thụ nhiều ánh sáng hồng ngoại. Đó là bởi vì bầu không khí của chúng ta có ít các khí hấp thụ tia hồng ngoại như mê tan hay và ammonia, so với các hành tinh khí khổng lồ ngư Mộc tinh và Thổ tinh.

“Chính bầu khí quyển của Trái Đất chi phối các màu sắc của Trái Đất,” Crow nói. “Đó là sự tán xạ ánh sáng trong vùng tử ngoại và sự vắng mặt của việc hấp thụ trong vùng hồng ngoại.”

Tương lai đầy màu sắc

Một ngày nào đó, phương pháp các bộ lọc có thể cung cấp một “vết cắt” thô nhìn vào các bề mặt của hành tinh ngoài hệ và các bầu khí quyển. “Có những thứ mà chúng tôi có thế tiết lộ từ những màu nhưng có những thứ chúng tôi không thế nếu thiếu các thông tin bổ sung,” Crow nói.
Ví dụ, nếu một hành tinh ngoài hệ cho thấy một vân màu tương tự như Trái Đất, nó sẽ không nhất thiết có nghĩa là hành tinh có bầu trời xanh và đại dương rộng lớn như hành tinh quê hương của chúng ta. Nhưng nó sẽ cho chúng ta biết để xem xét các hành tinh kĩ hơn.

Và đó sẽ là bước tiến quan trọng đầu tiên để làm có nghĩa của sự phức tạp màu sắc của 490 (và đang được đếm) hành tinh khác đã được phát hiện, và con số sẽ tăng lên mỗi ngày.

Thanh Lupin - HAAC
Theo NASA