Mối tương quan giữa các yếu tố nặng trong các hành tinh quá cảnh và tính kim loại của cha mẹ chúng. Tín dụng hình ảnh: A & A. Nhấn vào đây để phóng to
Trong số 188 hành tinh ngoài hệ mặt trời được phát hiện, 10 hành tinh là quá cảnh; Chúng tôi nhìn thấy họ vì họ làm mờ ngôi sao cha mẹ của họ khi họ đi qua phía trước. Điều này mang đến cho các nhà thiên văn học một cơ hội để nghiên cứu thành phần thực tế của các hành tinh này. Các nhà thiên văn học châu Âu đã phát hiện ra rằng hàm lượng kim loại của những sao Mộc nóng bỏng này phụ thuộc vào lượng kim loại trong ngôi sao mẹ của chúng, làm thay đổi kích thước lõi của chúng.
Một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu, dẫn đầu bởi T. Guillot (CNRS, Observatoire de la Côte diêuAzur, Pháp), sẽ công bố một nghiên cứu mới về vật lý của Pegasids (còn gọi là Sao Mộc nóng) trong Thiên văn học & Vật lý thiên văn. Họ phát hiện ra rằng lượng nguyên tố nặng trong Pegasids có liên quan đến tính kim loại của các ngôi sao mẹ của chúng. Đây là bước đầu tiên để hiểu bản chất vật lý của các hành tinh ngoài hệ mặt trời.
Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra 188 hành tinh ngoài hệ mặt trời, trong đó có 10 hành tinh được gọi là các hành tinh chuyển tiếp. Những hành tinh này đi qua giữa ngôi sao của chúng và chúng ta ở mỗi quỹ đạo. Với những hạn chế kỹ thuật hiện tại, các hành tinh chuyển tiếp duy nhất có thể được phát hiện là các hành tinh khổng lồ quay gần với ngôi sao mẹ của chúng, được gọi là Jupiter nóng hay Hồi giáo. Mười hành tinh chuyển tiếp được biết đến cho đến nay có khối lượng từ 110 đến 430 khối lượng Trái đất (để so sánh, Sao Mộc, với khối lượng Trái đất là 318, là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta).
Mặc dù hiếm, các hành tinh quá cảnh là chìa khóa để hiểu sự hình thành hành tinh bởi vì chúng là những hành tinh duy nhất có thể xác định cả khối lượng và bán kính. Về nguyên tắc, mật độ trung bình thu được có thể hạn chế thành phần toàn cầu của chúng. Tuy nhiên, việc chuyển mật độ trung bình thành một thành phần toàn cầu cần các mô hình chính xác về cấu trúc bên trong và sự tiến hóa của các hành tinh. Tình hình trở nên khó khăn bởi kiến thức tương đối kém của chúng ta về hành vi của vật chất ở áp suất cao (áp suất trong nội thất của các hành tinh khổng lồ lớn hơn một triệu lần áp suất khí quyển trên Trái đất). Trong số chín hành tinh chuyển tiếp được biết đến tháng 4 năm 2006, chỉ có hành tinh nhỏ nhất có thể có thành phần toàn cầu được xác định thỏa đáng. Nó được chứng minh là sở hữu một lõi khổng lồ gồm các nguyên tố nặng, gấp khoảng 70 lần khối lượng Trái đất, với một lớp vỏ hydro và heli có khối lượng 40 Trái đất. Trong số tám hành tinh còn lại, sáu hành tinh được tìm thấy hầu hết được tạo thành từ hydro và heli, như Sao Mộc và Sao Thổ, nhưng khối lượng cốt lõi của chúng không thể xác định được. Hai cái cuối cùng được tìm thấy là quá lớn để được giải thích bằng các mô hình đơn giản.
Lần đầu tiên coi chúng là một quần thể và chiếm các hành tinh lớn dị thường, Tristan Guillot và nhóm của ông đã phát hiện ra rằng chín hành tinh chuyển tiếp có các tính chất đồng nhất, với khối lượng lõi từ 0 (không có lõi hoặc nhỏ) đến 100 lần khối lượng của Trái đất và một lớp bao quanh hydro và heli. Do đó, một số Pegasids nên chứa lượng lớn các nguyên tố nặng hơn dự kiến. Khi so sánh khối lượng các nguyên tố nặng trong Pegasids với tính kim loại của các ngôi sao mẹ, chúng cũng tìm thấy mối tương quan tồn tại, với các hành tinh sinh ra xung quanh các ngôi sao giàu kim loại như Mặt trời của chúng ta và có các lõi nhỏ, trong khi các hành tinh quay quanh các ngôi sao có chứa hai đến ba lần kim loại có lõi lớn hơn nhiều. Kết quả của họ sẽ được công bố trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn.
Các mô hình hình thành hành tinh đã thất bại trong việc dự đoán một lượng lớn các nguyên tố nặng được tìm thấy theo cách này trong nhiều hành tinh, vì vậy những kết quả này ngụ ý rằng chúng cần được sửa đổi. Mối tương quan giữa thành phần sao và hành tinh phải được xác nhận bằng những khám phá thêm về các hành tinh quá cảnh, nhưng công việc này là bước đầu tiên trong nghiên cứu bản chất vật lý của các hành tinh ngoài hệ mặt trời và sự hình thành của chúng. Nó sẽ giải thích tại sao các hành tinh quá cảnh rất khó tìm, để bắt đầu. Bởi vì hầu hết các Pegasids có lõi tương đối lớn, chúng nhỏ hơn dự kiến và khó phát hiện hơn khi vận chuyển trước các ngôi sao của chúng. Trong mọi trường hợp, điều này rất hứa hẹn cho sứ mệnh không gian CNES COROT sẽ được phóng vào tháng 10, sẽ phát hiện và dẫn đến việc mô tả hàng chục hành tinh chuyển tiếp, bao gồm các hành tinh nhỏ hơn và các hành tinh quay quanh quá xa ngôi sao của chúng để được phát hiện từ mặt đất .
Những gì của hành tinh quá cảnh thứ mười? XO-1b đã được công bố rất gần đây và cũng được phát hiện là một hành tinh lớn dị thường quay quanh một ngôi sao của ngành luyện kim mặt trời. Các mô hình ngụ ý rằng nó có lõi rất nhỏ, do đó phát hiện mới này củng cố mối tương quan kim loại sao - hành tinh được đề xuất.
Nguồn gốc: NASA Astrobiology
