Chính xác thì hệ thống năng lượng mặt trời bình thường là gì? Nếu chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã có một số ý tưởng trong quá khứ, chúng tôi chắc chắn don don bây giờ. Và một nghiên cứu mới do các nhà thiên văn học tại Đại học Cambridge dẫn đầu đã củng cố thực tế này. Nghiên cứu mới tìm thấy bốn hành tinh khí khổng lồ, tương tự Sao Mộc và Sao Thổ của chúng ta, quay quanh một ngôi sao rất trẻ tên là CI Tau. Và một trong những hành tinh có quỹ đạo cực đoan khiến nó cách xa ngôi sao hơn một ngàn lần so với hành tinh trong cùng.
CI Tau cách đó khoảng 500 năm ánh sáng trong một phần rất tích cực của thiên hà được gọi là vườn ươm sao. Chỉ mới 2 triệu năm tuổi, CI Tau chỉ là một đứa trẻ sơ sinh về mặt sao. Mặt trời của chúng ta khoảng 5 tỷ năm tuổi và có thêm 5 tỷ để đi, cho hoặc nhận. Vì vậy, CI Tau còn quá trẻ để có loại khí khổng lồ mà nó có. Hoặc vì vậy chúng tôi nghĩ.
Mô hình tốt nhất của chúng ta về sự hình thành hệ mặt trời được gọi là giả thuyết về tinh vân và diễn ra như thế này: Một đám mây khí và bụi xoáy và phát triển và tăng mật độ cho đến khi nó sụp đổ thành một ngôi sao và sự hợp nhất bắt đầu. Xung quanh ngôi sao mới được hình thành này, phần còn lại của khí và bụi cứ xoáy như một đĩa hình thành hành tinh. Theo thời gian, vấn đề này kết tụ lại và hình thành các hành tinh, mặt trăng và tiểu hành tinh khác, và ở đó không còn đĩa bảo vệ nữa. Đó là một mô tả rất ngắn gọn về cách mọi thứ đi.
Nhưng quá trình hình thành hành tinh này được cho là mất nhiều thời gian, hơn 2 triệu năm. Một ngôi sao như Mặt trời của chúng ta có thể hình thành trong khoảng 1 triệu năm, nhưng các hành tinh khí phải mất từ 10 đến 100 triệu năm để hình thành và các hành tinh trên mặt đất còn mất nhiều thời gian hơn nữa.
Các hành tinh khối Saturn được cho là hình thành bằng cách đầu tiên tích lũy lõi rắn và sau đó kéo một lớp khí lên trên, nhưng các quá trình này được cho là rất chậm ở khoảng cách lớn so với ngôi sao. Hầu hết các mô hình sẽ đấu tranh để tạo ra các hành tinh có khối lượng này ở khoảng cách này. - Nghiên cứu chính Tác giả, Giáo sư Cathie Clarke, Viện Thiên văn học Đại học Cambridge.
Đây là lần đầu tiên CI Tau lọt vào mắt xanh của các nhà thiên văn học. Năm 2016, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một sao Mộc nóng quay quanh ngôi sao. Điều này khiến nó trở thành ngôi sao đầu tiên ở độ tuổi trẻ có một trong những người khổng lồ khí nóng bỏng. Một sao Mộc nóng là một người khổng lồ khí trong cùng phạm vi khối lượng với Sao Mộc của chúng ta, nhưng một quỹ đạo rất gần với ngôi sao của nó đến nỗi nó rất nóng. Jupiter nóng đang bối rối vì chúng tôi không hiểu cách họ có thể hình thành ‘in situ, thùng hoặc rất gần với ngôi sao. Các nhà thiên văn học nghĩ rằng những loại hành tinh này hình thành cách xa ngôi sao và di cư vào. Làm thế nào điều này có thể xảy ra chỉ trong 2 triệu năm?
Trong nghiên cứu mới này, một nhóm các nhà nghiên cứu do Đại học Cambridge dẫn đầu đã hướng mắt về CI Tau một lần nữa. Họ đã sử dụng Atacama Large Millimét / Subillim Array (ALMA) để tìm kiếm hệ thống CI Tau cho anh chị em với Sao Mộc nóng. Những gì họ tìm thấy chỉ làm tăng sự bí ẩn của hệ thống. Họ đã phát hiện ra 3 người khổng lồ khí khác quay quanh ngôi sao và một trong số họ đi theo quỹ đạo xa hơn một ngàn lần so với ngôi sao so với hành tinh trong cùng, Sao Mộc nóng bỏng nói trên. Theo tờ báo, đây là một nhóm hành tinh exo khổng lồ nhất từng được phát hiện ở độ tuổi này. Vậy, tất cả điều này có ý nghĩa gì?
Hiện tại không thể nói liệu kiến trúc hành tinh cực đoan được nhìn thấy trong CI Tau có phổ biến trong các hệ thống sao Mộc nóng hay không - Giáo sư Cathie Clarke, Viện Thiên văn học thuộc Đại học Cambridge.
Còn bây giờ, chúng tôi không chắc chắn. Khoảng 1% các ngôi sao tổ chức Sao Mộc nóng, nhưng hầu hết các Sao Mộc nóng được biết đến đều già hơn CI Tau hàng trăm lần. Vì theo như chúng ta biết, các hành tinh có thể hình thành trước khi ngôi sao đó, làm thế nào các nhà thiên văn học có thể giải thích những gì đã xảy ra trong hệ thống này?
Hiện tại không thể nói liệu kiến trúc hành tinh cực đoan được nhìn thấy trong CI Tau có phổ biến trong các hệ thống Sao Mộc nóng hay không bởi vì cách mà các hành tinh anh chị em này được phát hiện - thông qua tác động của chúng trên đĩa tiền đạo - sẽ không hoạt động trong các hệ thống cũ không còn tồn tại Một đĩa tiền đạo, Giáo sư Cathie Clarke từ Viện Thiên văn học Cambridge, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết.
Có đủ câu hỏi ở đây để giữ cho một nhóm các nhà thiên văn học bận rộn cho toàn bộ sự nghiệp của họ. Theo các nhà nghiên cứu, nó không rõ vai trò nào, nếu có, các hành tinh anh chị em đóng vai trò điều khiển hành tinh trong cùng vào quỹ đạo cực gần của nó. Nó cũng không rõ liệu có bất kỳ cơ chế nào có thể hoạt động trong hệ thống này là cùng một cơ chế tạo ra các sao Mộc nóng nói chung hay không. Và một bí ẩn nữa là làm thế nào hai hành tinh bên ngoài hình thành.
Clarke cho biết, các mô hình hình thành hành tinh có xu hướng tập trung vào việc có thể tạo ra các loại hành tinh đã được quan sát, vì vậy những khám phá mới không nhất thiết phải phù hợp với các mô hình. Các hành tinh khối Saturn được cho là hình thành bằng cách đầu tiên tích lũy lõi rắn và sau đó kéo một lớp khí lên trên, nhưng các quá trình này được cho là rất chậm ở khoảng cách lớn so với ngôi sao. Hầu hết các mô hình sẽ đấu tranh để tạo ra các hành tinh có khối lượng này ở khoảng cách này.
Tất nhiên, đây là điều làm cho khoa học trở nên hấp dẫn và hiệu quả. Các nhà thiên văn học quan sát một cái gì đó và tạo ra một mô hình để giải thích nó. Sau đó, họ tiếp tục quan sát, và một số khám phá củng cố mô hình, trong khi một số thách thức nó. Vì vậy, mô hình tiếp tục được cập nhật và theo thời gian thực tế đại diện cho một mẫu quan sát lớn hơn và lớn hơn.
Các nhà thiên văn học sẽ tiếp tục nghiên cứu hệ thống này để cố gắng làm sáng tỏ một số bí ẩn này. ALMA đã cách mạng hóa việc nghiên cứu các đĩa tiền điện tử và công việc trong tương lai chắc chắn sẽ dựa nhiều vào ALMA một lần nữa. Nó có sức mạnh để hình ảnh các hành tinh hình thành bên trong các đĩa tiền đạo, là những nơi mờ, thiếu ánh sáng rất khó nhìn thấy.
Hãy chuẩn bị để được ngạc nhiên bởi những gì ALMA nhìn thấy. Lần nữa.
- Thông cáo báo chí của Đại học Cambridge: Các hành tinh khổng lồ xung quanh ngôi sao trẻ đặt ra câu hỏi về cách các hành tinh hình thành nên
- Tài liệu nghiên cứu: Hình ảnh milimet có độ phân giải cao milimet của đĩa bảo vệ CI Tau: Một tập hợp lớn các Protoplanet từ 0,1 đến 100 au
- Thông cáo báo chí của Đại học Rice: Các nhà thiên văn học ở đỉnh cao tìm thấy hành tinh khổng lồ xung quanh ngôi sao rất trẻ
- Trang Wikipedia: Giả thuyết tinh vân
