Chiến binh EXCITE của NASA sẽ hướng tầm mắt siêu việt của mình đến các “Sao Mộc nóng” bị khóa thủy triều ở ngoài Hệ Mặt trời.
NASA cho biết họ đang chuẩn bị cho chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của EXCITE, tức “Kính viễn vọng hồng ngoại khí hậu ngoại hành tinh”.
Đó là một thiết bị siêu việt được thiết kế để nghiên cứu bầu khí quyển của các ngoại hành tinh. Mục tiêu đầu tiên sẽ là các sao Mộc nóng bị khóa thủy triều, một trong những dạng hành tinh cực đoan nhất vũ trụ.
Kính viễn vọng EXCITE của NASA tại cơ sở sản xuất – (Ảnh: NASA).
“Sao Mộc nóng” là các hành tinh khí có kích cỡ, khối lượng tương đương sao Mộc của chúng ta, đôi khi còn lớn hơn nhiều lần.
Một số hành tinh loại này quay gần ngôi sao mẹ của nó đến nỗi rơi vào tình trạng khóa thủy triều tức bị lực hấp dẫn quá mạnh của ngôi sao giữ cho nó luôn quay chỉ một bán cầu duy nhất về phía ngôi sao.
Một ví dụ điển hình về tình trạng khóa thủy triều là Mặt trăng, vốn luôn hướng về Trái đất với một mặt duy nhất.
Tình trạng khóa thủy triều biến các “Sao Mộc nóng” trở thành loại hành tinh 2 mặt, một bên nóng như hỏa ngục, với kim loại cũng bị bốc hơi thành mây, một bên mát hơn rất nhiều.
Trước đó các kính viễn vọng khác của NASA đã giúp nhân loại biết được sự tồn tại của dạng hành tinh cực đoan này, cũng như tìm hiểu một cách sơ bộ về chúng và đưa ra một số lập luận.
Nhưng để hiểu được cụ thể có gì bên trong bầu khí quyển các thế giới “hỏa ngục” và những gì đang diễn ra trên đó, NASA cần một chiến binh mạnh mẽ hơn.
EXCITE có nhiệm vụ quan sát cách nhiệt phân bố trên khắp hành tinh, từ bán cầu nóng hướng về phía ngôi sao đến phía ban đêm tương đối mát hơn.
Nó cũng sẽ xác định cách các phân tử trong bầu khí quyển của một thế giới hấp thụ và phát ra ánh sáng trên toàn bộ quỹ đạo.
Dữ liệu này không chỉ có thể vén màn bí ẩn về thành phần hóa học của các thế giới xa xôi đó – ví dụ sự hiện diện của nước, methane, carbon dioxide và các hợp chất khác – mà còn cả cách chúng lưu thông trên toàn cầu khi hành tinh quay quanh ngôi sao của nó.
Các kính viễn vọng tiền nhiệm như Hubble, James Webb và Spitzer đã thu thập được một số phép đo này.
Ví dụ, vào năm 2014, Hubble và Spitzer đã quan sát một ngoại hành tinh có tên là WASP-43 b. Để thu thập dữ liệu trong một ngày kéo dài 22 giờ Trái đất của hành tinh đó, họ đã phải tận dụng, gạn lọc dữ liệu từ 60 giờ quan sát của Hubble và 46 giờ từ Spitzer.
Tuy nhiên, các kính viễn vọng này cũng đang phải thực hiện vô số nhiệm vụ khác nên các nghiên cứu “tận dụng” như thế càng trở nên rắc rối, khó khăn hơn.
Vì vậy, chúng ta cần đến EXCITE – kính viễn vọng bay lơ lửng bằng khinh khí cầu, hoạt động ở địa cực và ở độ cao bằng 99,5 % bề dày bầu khí quyển.
Nhờ đó, nó có tầm nhìn thuận tiện hơn về các mục tiêu cũng như quan sát rõ ràng mà không sợ bị nhiễu.
Nhưng trước đó, EXCITE phải hoàn thành chuyến bay thử nghiệm từ cơ sở khinh khí cầu khoa học Columbia ở Nam Cực. Tại khu vực này, nó có thể nhìn thấy các ngôi sao mục tiêu không bao giờ lặng và tăng gấp đôi lượng dữ liệu thu thập được.