Tín dụng hình ảnh: NASA / JPL
Vào tháng 6, các nhà nghiên cứu từ Đại học Rochester tuyên bố họ đã tìm thấy một hành tinh tiềm năng xung quanh một ngôi sao khác trẻ đến nỗi nó đã thách thức các nhà lý thuyết thuyết minh. Giờ đây, một nhóm chuyên gia mới về sự hình thành hành tinh của Rochester đang ủng hộ các kết luận ban đầu, nói rằng họ đã xác nhận rằng lỗ hổng hình thành trong đĩa bụi sao Star rất có thể đã được hình thành bởi một hành tinh mới. Những phát hiện này có ý nghĩa để đạt được cái nhìn sâu sắc về cách hệ mặt trời của chúng ta hình thành, cũng như tìm ra các hệ hành tinh có thể ở được khác trong thiên hà của chúng ta.
Dữ liệu cho thấy có một hành tinh trẻ ngoài kia, nhưng cho đến nay, không có lý thuyết nào của chúng tôi có ý nghĩa với dữ liệu cho một hành tinh quá trẻ, ông Adam Frank, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Rochester nói. Một mặt, nó bực bội; nhưng mặt khác, nó rất tuyệt vì mẹ thiên nhiên vừa trao cho chúng ta hành tinh và chúng ta đã tìm ra cách nó phải được tạo ra.
Thật thú vị, làm việc từ dữ liệu ban đầu của nhóm, Frank, Alice Quillen, Eric Blackman và Peggy Varniere tiết lộ rằng hành tinh này có thể nhỏ hơn hầu hết các hành tinh ngoài mặt trời được phát hiện cho đến nay - về kích cỡ của sao Hải Vương. Dữ liệu cũng cho thấy hành tinh này có cùng khoảng cách với ngôi sao mẹ của nó như sao Hải Vương của chúng ta đến từ Mặt trời. Hầu hết các hành tinh ngoài mặt trời được phát hiện cho đến nay đều lớn hơn nhiều và quỹ đạo cực kỳ gần với ngôi sao mẹ của chúng.
Nhóm nghiên cứu ban đầu của trường, do Dan Watson, giáo sư vật lý và thiên văn học đứng đầu, đã sử dụng Kính viễn vọng không gian Spitzer mới của NASA để phát hiện một khoảng trống trong bụi xung quanh một ngôi sao non trẻ. Các mắt hồng ngoại quan trọng của Kính viễn vọng hồng ngoại được thiết kế một phần bởi các giáo sư vật lý và thiên văn học Judith Podes, William Forrest và Watson, một nhóm trong số các nhà lãnh đạo thế giới trong việc mở cửa sổ hồng ngoại cho vũ trụ. Chính Forrest và Podes là những nhà thiên văn học đầu tiên của Hoa Kỳ chuyển một dải hồng ngoại về phía bầu trời: Năm 1983, họ gắn máy dò hồng ngoại nguyên mẫu lên kính viễn vọng của Đại học trong đài quan sát nhỏ trên đỉnh Tòa nhà Wilmot trong khuôn viên trường, lấy chiếc đầu tiên- hình ảnh kính viễn vọng của mặt trăng trong tia hồng ngoại, một dải bước sóng ánh sáng không thể nhìn thấy bằng mắt thường cũng như hầu hết các kính viễn vọng.
Khoảng trống được phát hiện mạnh mẽ báo hiệu sự hiện diện của một hành tinh. Bụi trong đĩa nóng hơn ở trung tâm gần ngôi sao và do đó tỏa ra hầu hết ánh sáng của nó ở bước sóng ngắn hơn so với vùng bên ngoài mát hơn của đĩa. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng có một sự đột ngột của ánh sáng tỏa ra ở tất cả các bước sóng hồng ngoại ngắn, cho thấy mạnh mẽ rằng phần trung tâm của đĩa không có. Các nhà khoa học chỉ biết một hiện tượng có thể chui ra một lỗ thủng khác biệt như vậy trong đĩa trong suốt vòng đời ngắn ngủi của ngôi sao - một hành tinh ít nhất 100.000 năm tuổi.
Khả năng này của một hành tinh theo thứ tự chỉ 100.000 đến nửa triệu năm tuổi đã gặp phải sự hoài nghi của nhiều nhà thiên văn học bởi vì các mô hình hình thành hành tinh hàng đầu dường như không cho phép một hành tinh ở độ tuổi này. Hai mô hình đại diện cho các lý thuyết hàng đầu về sự hình thành hành tinh: bồi tụ lõi và mất ổn định hấp dẫn. Sự bồi tụ cốt lõi cho thấy bụi từ đó hình thành sao và hệ thống bắt đầu kết tụ lại thành hạt và những hạt đó kết tụ thành đá, tiểu hành tinh và hành tinh cho đến khi toàn bộ hành tinh được hình thành. Nhưng lý thuyết nói rằng phải mất khoảng 10 triệu năm để một hành tinh phát triển theo cách này - quá lâu để tính đến hành tinh nửa triệu năm tuổi được tìm thấy bởi Watson.
Ngược lại, lý thuyết hàng đầu khác về sự hình thành hành tinh, sự không ổn định về lực hấp dẫn, cho thấy rằng toàn bộ các hành tinh có thể hình thành chủ yếu trong một cú trượt khi đám mây khí ban đầu được kéo lại bởi lực hấp dẫn của chính nó và trở thành một hành tinh. Nhưng trong khi mô hình này cho thấy sự hình thành hành tinh có thể xảy ra nhanh hơn nhiều - theo thứ tự hàng thế kỷ - mật độ của đĩa bụi bao quanh ngôi sao dường như quá thưa thớt để hỗ trợ mô hình này.
Mặc dù nó không phù hợp với một trong hai mô hình, nhưng chúng tôi đã chia nhỏ các con số và cho thấy rằng trên thực tế, lỗ hổng trong đĩa bụi đó có thể được hình thành bởi một hành tinh, theo ông Frank. Bây giờ chúng ta phải xem xét các mô hình của chúng ta và tìm hiểu làm thế nào hành tinh đó đến đó. Cuối cùng, chúng tôi hy vọng chúng ta có một mô hình mới và một sự hiểu biết mới về cách các hành tinh xuất hiện.
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia.
Nguồn gốc: Bản tin Đại học Rochester
