Ngay bây giờ, chúng ta biết khoảng 4.000 ngoại hành tinh được xác nhận, chủ yếu nhờ vào nhiệm vụ Kepler. TESS, Vệ tinh Khảo sát Exoplanet Quá cảnh, có thể sẽ tăng 4000 đó lên rất nhiều. Nhưng những ngôi sao mà tất cả các hành tinh này quay quanh thì sao?
Một nghiên cứu mới từ Viện Vật lý thiên văn và Đài quan sát Đại học của Đại học Jena đã xác định hơn 200 ngoại hành tinh tồn tại trong nhiều hệ sao. Nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực tìm hiểu làm thế nào các ngôi sao chủ hình thành nên sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh.
Tác giả của nghiên cứu này là Tiến sĩ Markus Mugrauer, nhà vật lý thiên văn tại Viện Vật lý thiên văn và Đài quan sát Đại học của Đại học Jena, Đức. Công việc của anh dựa trên bản phát hành dữ liệu thứ hai từ Gaia, nhiệm vụ ESA, để tạo ra bản đồ 3D về thiên hà của chúng ta. Mugrauer quan tâm đến việc hệ thống hình thành và phát triển hành tinh nhiều sao hình thành như thế nào, xuất hiện sớm trong cuộc sống của hệ mặt trời.
Nhiều hệ thống sao rất phổ biến trong Dải Ngân hà của chúng ta.
Tiến sĩ Markus Mugrauer, Tác giả nghiên cứu, Đại học Jena.
Cuộc khảo sát mới cho thấy trong vòng 1600 năm ánh sáng của Mặt trời, có 176 ngôi sao nhị phân, 27 bộ ba phân cấp và một hệ thống bốn cực phân cấp mà tất cả các ngoại hành tinh chủ. Tổng cộng có 208 hệ sao với các hành tinh nằm trong số hơn 1300 sao lưu trữ ngoại hành tinh trong cùng một khoảng cách.
Nghiên cứu có tiêu đề Tìm kiếm người bạn đồng hành của các ngôi sao chủ nhà ngoại hành tinh bằng cách khám phá ESA thứ hai-Gaia phát hành dữ liệu. Nó được xuất bản trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, ngày 13 tháng 11 năm 2019. Mugrauer là tác giả duy nhất.
Các hệ thống nhiều ngôi sao rất phổ biến trong Dải Ngân hà của chúng tôi, đã giải thích Mugrauer trong một thông cáo báo chí. Nếu các hệ thống như vậy bao gồm các hành tinh, chúng đặc biệt quan tâm đến Vật lý thiên văn, bởi vì các hệ hành tinh trong chúng có thể khác với hệ mặt trời của chúng ta theo những cách cơ bản.
Số lượng sao thực tế trong Dải Ngân hà là không thể xác định được. Những ngôi sao có khối lượng thấp rất khó tìm, đặc biệt là ở bất kỳ khoảng cách lớn nào với chúng ta. Nhưng khi các ngôi sao đi, các nhà thiên văn học thường làm việc với phạm vi từ 200 đến 400 tỷ ngôi sao trong thiên hà của chúng ta. Một số ước tính cho thấy có tới 85% các ngôi sao trong Dải Ngân hà nằm trong nhiều hệ sao. Dữ liệu của Kepler cho thấy chỉ một phần ba hệ thống nhiều ngôi sao có các hành tinh. Nhưng làm thế nào nhiều hệ sao hình thành các hành tinh quay quanh chúng vẫn là một câu hỏi với hậu quả lan rộng.
Công việc của Mugrauer vượt xa hơn là chỉ tìm và xác định nhiều hệ thống sao lưu trữ các ngoại hành tinh. Ông muốn mô tả các hệ mặt trời này chi tiết hơn. Ông thấy rằng các hệ thống khác nhau rất nhiều về kích thước. Các hệ thống ràng buộc chặt chẽ có các ngôi sao đồng hành trong vòng 20 AU của ngôi sao của chúng, tương tự như khoảng cách Uranus của Mặt trời của chúng ta và các hệ thống rộng hơn có bạn đồng hành trên 9000 AU từ ngôi sao của chúng. Tuy nhiên, họ thường được tìm thấy ở khoảng 1000 AU.
Ông cũng đặc trưng các loại và số lượng sao trong các hệ thống này.
Các ngôi sao trong nghiên cứu Mugrauer khác nhau về tuổi tác, khối lượng và nhiệt độ. Ngôi sao lớn nhất mà anh ta tìm thấy có khối lượng lớn gấp 1,4 lần Mặt trời của chúng ta và khối lượng nhỏ nhất chỉ bằng 8% khối lượng Mặt trời. Tuy nhiên, khối lượng của các bạn đồng hành đạt cực đại từ 0,15 đến 0,3 khối lượng mặt trời. Nhiều hệ thống nhiều ngôi sao chứa một ngôi sao lớn hơn, chiếm ưu thế, và một người bạn đồng hành nhỏ hơn: khối lượng thấp hơn, các ngôi sao lùn mát mẻ phát sáng màu đỏ.
Một câu hỏi mà các nhà thiên văn học phải đối mặt là liệu các ngoại hành tinh có thể sống sót sau những cơn co giật đôi khi tàn khốc của một ngôi sao gần đến giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa của nó hay không. (Xem Tạp chí Vũ trụ: Có vẻ như không thể, nhưng bằng cách nào đó Hành tinh này đã sống sót sau Giai đoạn khổng lồ đỏ của ngôi sao) Mugrauer tìm thấy tám sao lùn trắng trong số nhiều hệ sao của mình, tăng cường trường hợp các hành tinh có thể sống sót, ít nhất là khi một ngôi sao chủ bị phá hủy xung quanh .
Trong số 208 hệ thống nhiều sao trong nghiên cứu Mugrauer, phần lớn 176 176 là hệ thống sao nhị phân. Nhưng cũng có 27 hệ thống ba sao và thậm chí một hệ thống bốn sao. Và trong khoảng từ 20 AU đến 10.000 AU, 15% số sao có bạn đồng hành. Điều này đi ngược lại tần số chung của các ngôi sao giống như Mặt trời với những người bạn đồng hành, nơi các nhà thiên văn học mong đợi sẽ tìm thấy số lượng gấp đôi. Ngoài ra, các ngôi sao đồng hành mà Mugrauer tìm thấy trong nghiên cứu của mình cho thấy khoảng cách lớn hơn khoảng năm lần so với trong các hệ thống thông thường của Cameron.
Theo Mugrauer, Hai hai yếu tố này kết hợp với nhau có thể chỉ ra rằng ảnh hưởng của một số ngôi sao trong hệ sao đã phá vỡ quá trình hình thành hành tinh cũng như sự phát triển thêm về quỹ đạo của chúng.
Sự hiện diện của một người bạn đồng hành xuất sắc có thể phá vỡ quá trình hình thành hành tinh trong đĩa xung quanh các ngôi sao trẻ. Trọng lực của nó cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của quỹ đạo hành tinh.
Mugrauer nhận thấy rằng khoảng 15% các ngôi sao lưu trữ ngoại hành tinh trong nghiên cứu của mình có một hoặc nhiều ngôi sao đồng hành. Nhưng anh ấy xem đây chỉ là khởi đầu của công việc của mình. Anh dự định sẽ liên tục cập nhật danh sách của mình như một dự án đang diễn ra khi các nhiệm vụ ngoại hành tinh mới, đặc biệt là TESS, thực hiện công việc của họ.
Với cơ sở dữ liệu ngày càng tăng của hệ thống nhiều ngôi sao lưu trữ ngoại hành tinh này, các nhà thiên văn học có thể bắt đầu trả lời một câu hỏi hấp dẫn: làm thế nào để các hành tinh hình thành, phát triển và thích nghi khi ngôi sao chủ của chúng có bạn đồng hành?
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Thế giới xa xôi dưới nhiều mặt trời
- Tài liệu nghiên cứu: Tìm kiếm bạn đồng hành của các ngôi sao chủ ngoại hành tinh bằng cách khám phá ESA thứ hai-Gaia phát hành dữ liệu
- Tạp chí không gian: Có vẻ như không thể, nhưng bằng cách nào đó, hành tinh này đã sống sót qua Giai đoạn khổng lồ đỏ Star Star
