Sóng không-thời gian sẽ chỉ đường tới những thế giới ẩn giấu

Tác giả: Uliana S

Sự hiện diện của một hành tinh làm thay đổi tín hiệu sóng hấp dẫn từ các sao lùn trắng quay quanh nhau trên quỹ đạo rất gần như thế nào. NASA's Goddard Space Flight Center.

Trong bóng tối vô tận của Ngân Hà, hai ngôi sao nhỏ bé nhưng vô cùng đặc quay quanh nhau với tốc độ điên cuồng. Chu kỳ quỹ đạo của chúng được tính bằng phút. Những sao lùn trắng này — lõi đã nguội của những mặt trời từng rực sáng — không ngừng bóp méo cấu trúc không-thời gian, tạo ra những gợn sóng yếu ớt nhưng bền bỉ lan tỏa khắp mọi hướng. Các nhà thiên văn từ lâu đã biết: đài quan sát không gian LISA trong tương lai sẽ nghe được những tín hiệu này. Giờ đây, một điều còn kỳ diệu hơn nhiều đã được làm sáng tỏ. Nếu một hành tinh quay quanh cặp sao như vậy, sự hiện diện của nó để lại trong sóng một dấu vết mảnh mai nhưng dễ nhận biết.

Hai bài báo được công bố ngày 10 tháng 11 năm 2026 trên tạp chí Tạp chí Vật lý Thiên văn, mô tả chi tiết cách thức hoạt động của nó. Bài thứ nhất do Casey McGrath, nghiên cứu viên sau tiến sĩ tại Đại học Maryland và Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA, viết. Bài thứ hai là kết quả hợp tác giữa McGrath, Mary Ann Limbach từ Đại học Michigan, Scott Noble từ Goddard và Vincent Kofman. Ý tưởng này ra đời từ năm 2008 bởi nhà thiên văn học người Nhật Naoki Seto, nhưng chỉ đến nay mới được tính toán với độ chính xác cần thiết.

Cơ chế này gợi nhớ đến phương pháp vận tốc xuyên tâm cổ điển, vốn được dùng để phát hiện các ngoại hành tinh nhờ sự lắc lư của ngôi sao. Chỉ có điều, thay vì ánh sáng, ở đây là sóng hấp dẫn. Bản thân một sao lùn trắng đôi phát ra một tín hiệu gần như đơn sắc — một tần số «sóng mang» thuần khiết. Hành tinh khiến toàn bộ hệ thống lắc lư nhẹ. Chuyển động này bổ sung một sự điều biến Doppler: bên cạnh tần số chính xuất hiện các dải bên, giống như trong thông tin vô tuyến. Chính trong những «thông điệp» này là thông tin về một thế giới xa xôi được ẩn giấu. LISA sẽ có thể bắt được một hành tinh có khối lượng cỡ Sao Mộc ở khoảng cách hàng nghìn năm ánh sáng.

Trong Ngân Hà có khoảng mười triệu cặp sao lùn trắng gần nhau như vậy với chu kỳ dưới một giờ. LISA, do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và NASA chuẩn bị phóng vào giữa những năm 2030, phải phân giải được khoảng mười nghìn hệ riêng lẻ. Cho đến nay chưa tìm thấy hành tinh nào quanh một sao lùn trắng đôi. Bất kỳ phát hiện nào cũng sẽ là khởi đầu của một quần thể mới.

Để phân biệt các hành tinh thật với tín hiệu giả, các nhà khoa học đề xuất xác nhận bằng kính viễn vọng «James Webb». Một hành tinh quanh các sao lùn trắng tạo ra lượng bức xạ hồng ngoại dư thừa mà các thiết bị của Webb có thể nhận ra ở khoảng cách tới vài trăm năm ánh sáng. Trong một tính toán thử nghiệm cho một hệ tương tự như ZTF J2243+5242 nổi tiếng, LISA phát hiện một vật thể nhỏ hơn Sao Mộc một chút, còn Webb — một hành tinh có khối lượng khoảng năm lần Sao Mộc.

Ba thiết bị của LISA sẽ xếp thành một tam giác đều với cạnh dài 2,5 triệu kilômét. Các chùm tia laser sẽ đo những thay đổi khoảng cách nhỏ hơn đường kính của một nguyên tử heli. Những dao động bé xíu ấy sẽ trở thành tiếng nói của những thế giới xa xôi.

Sóng hấp dẫn không biết đến chướng ngại. Chúng xuyên qua bụi, khí và cả những cụm sao, mang theo thông tin về những gì ánh sáng thông thường che giấu. Sức mạnh của chúng nằm ở đó: chúng mở ra vũ trụ đúng như nó vốn là — được nối kết bằng những sợi chỉ vô hình, nơi ngay cả những ngôi sao đang tàn lụi vẫn tiếp tục kiến tạo nên các thế giới, và không-thời gian lưu giữ dấu vết của chúng. Chúng ta sống trong vũ trụ, nơi mỗi chuyển động, dù xa xôi đến đâu, đều để lại dấu vết, và nhân loại đang học cách đọc những dấu vết ấy.

2 Lượt xem

Nguồn

  • NASA Science

Bình luận

Bạn có phát hiện lỗi hoặc sai sót không?Chúng tôi sẽ xem xét ý kiến của bạn càng sớm càng tốt.