Phương pháp mới giúp phát hiện những hành tinh giống Trái đất

Nghiên cứu mới - được đăng tải trên tạp chí The Astronomical Journal - dựa trên phương pháp toán học có nền tảng bắt nguồn từ nghiên cứu vật lý của các nhà khoa học. Thay vì cố gắng để lọc ra các tín hiệu "tiếng ồn" đến từ các ngôi sao có các ngoại hành tinh quay xung quanh, các nhà khoa học đã nghiên cứu tất cả các thông tin về tín hiệu để tìm hiểu sự phức tạp trong cấu trúc của nó.

GS. John Wettlaufer, chuyên ngành Vật lý địa cầu, Toán và Vật lý tại Đại học Yale đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Nó không yêu cầu gì cả ngoài chính bản thân các dữ liệu, đó là một kẻ làm thay đổi cuộc chơi. Hơn nữa, nó cho phép chúng tôi so sánh kết quả nghiên cứu của mình với các phương pháp tiếp cận thông thường khác cũng như tận dụng bất cứ giả định mô hình mà họ sử dụng".

Việc tìm kiếm những hành tinh ngoài Hệ Mặt trời hay còn gọi là ngoại hành tinh đã được thực hiện nhiều lần trong những năm gần đây. Những nỗ lực tìm kiếm xuất phát và được thúc đẩy một phần bởi khát vọng khám phá những hành tinh có đặc điểm tương tự Trái đất.

Trong nghiên cứu này, nhóm chuyên gia áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật, bao gồm: định giờ pulsar, vẽ hình ảnh trực tiếp và đo tốc độ di chuyển theo hướng đến và đi của các ngôi sao và thiên hà đối với Trái đất. Tuy nhiên, việc thực hiện từng kỹ thuật một cách riêng lẻ hay kết hợp đều phải đối mặt với rất nhiều thách thức.

Thách thức chủ yếu là việc loại bỏ dữ liệu tạp (tiếng ồn) không phù hợp với mô hình hoạt động dự kiến của các hành tinh hiện đang tồn tại. Theo cách giải thích thông thường về tiếng ồn, việc tìm kiếm ngoại hành tinh có thể bị cản trở bởi các trường hợp hành tinh ẩn náu, không rõ ràng hoặc bắt chước các ngoại hành tinh.

Wettlaufer và các đồng nghiệp đã quyết định tìm kiếm những ngoại hành tinh theo cách thức mà họ đã lựa chọn và sắp xếp thông qua các dữ liệu vệ tinh nhằm phát hiện những thay đổi phức tạp của biển băng ở Bắc Cực. Tên gọi chính thức của phương pháp tiếp cận này là "Phân tích biến động giảm khuynh hướng trọng lượng tạm đa phân hình” (MF-TWDFA). Phương pháp này giúp sàng lọc dữ liệu tại nhiều giai đoạn, đồng thời, tìm ra quá trình cơ bản liên kết với chúng.

Wettlaufer cho biết: "Ý tưởng chính là các trường hợp hành tinh gần về thời gian hơn sẽ có nhiều khả năng giống hơn so với những trường hợp cách xa hơn về thời gian. Trong trường hợp đó là các ngoại hành tinh, chúng tôi sẽ nghiên cứu những biến động về cường độ quang phổ của một ngôi sao".

Trước đó, hai nhà nghiên cứu là Benoit B. Mandelbrot and Katepalli Sreenivasan thuộc trường Đại học Yale đã từng sử dụng công cụ multi-fractals trong khoa học và toán học. Trong quá trình tìm kiếm các hành tinh ngoài hệ Mặt trời, nhóm nghiên cứu đã tham khảo ý kiến ​​của nhà vật lý thiên văn Debra Fischer, Yale vốn là người đi tiên phong trong việc thực hiện nhiều phương pháp tiếp cận trong lĩnh vực này.

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận tính chính xác của phương pháp luận của họ bằng cách kiểm tra, đối chiếu nó với phương pháp quan sát và các dữ liệu mô phỏng của một hành tinh đang tồn tại và quay xung quanh một ngôi sao trong chòm sao Hồ Ly cách Trái đất khoảng 63 năm ánh sáng.

Nghiên cứu này được tài trợ và trao giải thưởng Royal Society Wolfson Research Merit bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) và Hội đồng Nghiên cứu Thụy Điển.

P.K.L-NASATI (Theo Scitechdaily)