Hành trình phát hiện ra "Trái Đất thứ hai" của tàu vũ trụ Kepler

Tàu vũ trụ Kepler trị giá 600 triệu USD được phóng lên vũ trụ từ tháng 3/2009, được thiết kế cho nhiệm vụ săn tìm hành tinh giống Trái Đất ngoài hệ Mặt Trời.

• Khám phá những bí ẩn về "Trái Đất thứ hai"
  
• Những hành tinh nào có thể tồn tại sự sống như Trái Đất?
• Khi nào thì chúng ta mới đến thăm được Trái Đất thứ hai?

Tàu vũ trụ Kepler tìm ra "Trái Đất thứ hai" như thế nào?

Tên lửa Delta II chở tàu thăm dò vũ trụ Kepler của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) rời khỏi bệ phóng hôm 6/3/2009 từ căn cứ không quân Canaveral ở Florida, Mỹ. (Ảnh: NASA)

Kepler là tàu thiên văn vũ trụ đầu tiên của NASA, được thiết kế cho nhiệm vụ săn tìm hành tinh giống Trái Đất trong thời gian ba năm rưỡi, trị giá 600 triệu USD.

Các nhà khoa học giả thiết, ngoài hệ Mặt Trời, trong vũ trụ có vô số hành tinh kiểu địa cầu có quỹ đạo bay quanh một ngôi sao như Trái Đất quay quanh Mặt Trời. Tuy nhiên, rất khó để phát hiện ra những hành tinh này.

Tàu vũ trụ Kepler được thiết kế để xác định những hành tinh kiểu Trái Đất, có quỹ đạo bay trong vùng thích hợp (habitable zone) quanh một ngôi sao giống như Mặt Trời. Vùng thích hợp là khoảng cách lý tưởng từ hành tinh đến ngôi sao, nơi nhiệt độ không quá nóng, cũng không quá lạnh để có thể tồn tại nước ở dạng lỏng.

Tàu vũ trụ Kepler có một bộ cảm quang cực kỳ nhạy sáng. Để phát hiện một hành tinh có kích cỡ tương đương Trái Đất, quang kế phải có khả năng cảm nhận sự thay đổi ánh sáng ở mức 0,01%. Điều này giống như phát hiện ánh đèn pha ôtô mờ đi trong chớp mắt, khi có một con ruồi bay qua. (Đồ họa: NASA)

Trường nhìn của tàu vũ trụ Kepler (chùm ô vuông). (Đồ họa: NASA)
Khu vực mà Kepler quan sát có khoảng 150.000 ngôi sao giống Mặt Trời. Nó tập trung tìm kiếm và đo lượng ánh sáng phát ra từ những ngôi sao trong chòm Lyra và Cygnus.

Kepler tìm kiếm dấu hiệu sụt giảm ánh sáng (dip) của một ngôi sao khi có hành tinh bay qua nó. Sau đó, truyền dữ liệu về Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA tại Moutain View (California).
Máy tính tại đây sẽ vẽ lại đồ thị ánh sáng của những ngôi sao đó, dựa trên dữ liệu Kepler thu nhận. Nếu những dấu hiệu sụt giảm ánh sáng này thể hiện liên tục trên biểu đồ, có nghĩa là Kepler đã phát hiện ra một ngôi sao có hành tinh bay quanh. (Ảnh: NASA)

Sơ đồ hoạt động của tàu vũ trụ Kepler ngoài không gian.
Mặt Trời cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ Kepler thông qua các tấm pin mặt trời. Bởi vì bộ cảm quang của Kepler rất nhạy, nên cần chú ý không được chĩa nó về hướng Mặt Trời.
Một khi Kepler phát hiện những hành tinh giống Trái Đất, các nhà thiên văn học sẽ chuyển hướng kính viễn vọng đặt ở Trái Đất, theo dấu những ngôi sao Kepler chỉ ra để tìm hiểu thêm.

Tổng cộng, Kepler phát hiện 4.661 ứng cử viên hành tinh, trong đó có 1.028 hành tinh được các nhà khoa học xác nhận.
Kepler-22b được công bố tháng 12/2011, ba hành tinh còn lại công bố hôm 18/4/2013. Tất cả đều có thể tồn tại sự sống, nhưng con người vẫn chưa xác định được cấu tạo và khí quyển của chúng. (Đồ họa: NASA)

Tuy nhiên, chỉ 12 trong số đó, có kích thước gần gấp đôi Trái Đất, bay theo quỹ đạo quanh sao mẹ ở khoảng cách phù hợp.
Sau nhiều năm tìm kiếm, NASA tuần trước tuyên bố đã tìm ra "Trái Đất thứ hai" là Kepler-452b, cách chúng ta khoảng 1.400 năm ánh sáng, trong chòm sao Cygnus.
"Kepler-452b là một bước nhỏ trong hành trình tìm kiếm câu trả lời chúng ta có phải là hành tinh duy nhất có sự sống trong vũ trụ không," John Grunsfeld, chuyên gia NASA nói.

Hành trình phát hiện Kepler-452b. (Video: NASA)