Khi chúng ta nghĩ về các hệ thống hành tinh khác, chúng ta có xu hướng nghĩ rằng chúng sẽ hoạt động theo các quy tắc cơ bản giống như của chúng ta. Trong Hệ mặt trời, các hành tinh quay quanh mặt phẳng xích đạo của Mặt trời - nghĩa là xung quanh đường xích đạo của nó. Trục quay Sun Sun, hướng của các cực dựa trên góc quay của nó, cũng giống như hầu hết các hành tinh khác (ngoại lệ là Thiên vương tinh, quay về phía của nó).
Nhưng nếu nghiên cứu về các hành tinh ngoài mặt trời đã dạy chúng ta bất cứ điều gì, thì đó là Vũ trụ có rất nhiều khả năng. Hãy xem xét ngôi sao được gọi là GJ436, một sao lùn đỏ nằm cách Trái đất khoảng 33 năm ánh sáng. Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã biết rằng ngôi sao này có một hành tinh hoạt động rất giống sao chổi. Nhưng theo một nghiên cứu gần đây do các nhà thiên văn học của Đại học Geneva (UNIGE) dẫn đầu, hành tinh này cũng có quỹ đạo rất kỳ dị.
Nghiên cứu có tiêu đề Sai lệch quỹ đạo của nhóm sao băng khối lượng lớn sao Hải Vương GJ 436b Với sự quay tròn của ngôi sao mát mẻ của nó, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí khoa học Thiên nhiên. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Vincent Bourrier thuộc Đài thiên văn Đại học Geneva, và bao gồm các thành viên từ Đại học Grenoble Alpes, Đại học bang Tennessee và Trung tâm Không gian và Môi trường sống tại Đại học Bern.
GJ436 đã là nguồn gốc của nhiều mối quan tâm khoa học, một phần nhờ vào khám phá rằng ngoại hành tinh duy nhất được xác nhận của nó có một phong bì khí giống như một sao chổi. Ngoại hành tinh này, được gọi là GJ436b, lần đầu tiên được quan sát vào năm 2004 bằng cách sử dụng các phép đo vận tốc hướng tâm được thực hiện bởi Đài thiên văn Keck. Vào năm 2007, GJ436b đã trở thành hành tinh có kích thước sao Hải Vương đầu tiên được biết là đang quay rất gần với ngôi sao của nó (hay còn gọi là Sao Hải Vương nóng bỏng).
Và vào năm 2015, GJ436 b đã trở lại một lần nữa khi các nhà khoa học báo cáo rằng bầu khí quyển của nó đang bốc hơi, dẫn đến một đám mây khổng lồ trên khắp hành tinh và một câu chuyện kéo dài. Đám mây này được tìm thấy là kết quả của hydro trong bầu khí quyển hành tinh bay hơi, nhờ vào bức xạ cực đoan đến từ ngôi sao của nó. Hiện tượng chưa từng thấy này về cơ bản có nghĩa là GJ436 b trông giống như một sao chổi.
Một sự thật thú vị khác về hành tinh này là thiên hướng quỹ đạo của nó, mà các nhà thiên văn học đã hoang mang trong 10 năm qua. Không giống như các hành tinh của Hệ Mặt Trời - có quỹ đạo chủ yếu là hình tròn - GJ436b đi theo một đường elip rất lập dị. Và như nhóm nghiên cứu đã chỉ ra trong nghiên cứu của họ, hành tinh này cũng không đi theo quỹ đạo dọc theo mặt phẳng xích đạo ngôi sao, nhưng vượt qua gần như trên các cực của nó.
Như Vincent Bourrier - một nhà nghiên cứu tại Khoa Thiên văn học của Khoa Khoa học UNIGE, thành viên của dự án Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu BỐN ACES, và là tác giả chính của nghiên cứu - đã giải thích trong thông cáo báo chí của UNIGE:
Đây là hành tinh chịu tác động của thủy triều rất lớn bởi vì nó rất gần với ngôi sao của nó, chỉ bằng 3% khoảng cách Trái đất-Mặt trời. Ngôi sao là một sao lùn đỏ có tuổi thọ rất dài, lực thủy triều mà nó gây ra nên đã quay vòng quanh quỹ đạo của hành tinh, nhưng đây không phải là trường hợp!
Đây là một phát hiện đặc biệt thú vị vì nhiều lý do. Một mặt, đây là trường hợp đầu tiên mà một hành tinh được tìm thấy có quỹ đạo cực. Mặt khác, nghiên cứu cách các hành tinh quay quanh một ngôi sao là một cách tuyệt vời để tìm hiểu thêm về cách hệ thống đó hình thành và phát triển. Chẳng hạn, nếu một hành tinh bị xáo trộn bởi sự đi qua của một ngôi sao gần đó, hoặc bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các hành tinh lớn khác, điều đó sẽ rõ ràng từ quỹ đạo của nó.
Như Barshe Lovis, một nhà nghiên cứu của UNIGE và là đồng tác giả của nghiên cứu, đã giải thích:
Ngay cả khi chúng ta đã nhìn thấy các quỹ đạo hành tinh bị lệch, chúng ta không nhất thiết phải hiểu nguồn gốc của chúng, đặc biệt vì đây là lần đầu tiên chúng ta đo kiến trúc của một hệ hành tinh xung quanh một sao lùn đỏ.
Hervé Beust, một nhà thiên văn học từ Đại học Grenobles Alpes, chịu trách nhiệm thực hiện các tính toán quỹ đạo trên GJ436b. Như ông đã chỉ ra, lời giải thích phù hợp nhất cho quỹ đạo GJ436b là sự tồn tại của một hành tinh lớn hơn và xa hơn trong hệ thống. Mặc dù hành tinh này hiện chưa được biết đến, đây có thể là dấu hiệu đầu tiên cho thấy GJ436 là một hệ thống đa hành tinh.
Nếu đó là sự thật, thì tính toán của chúng tôi chỉ ra rằng hành tinh không chỉ không di chuyển dọc theo một vòng tròn quanh ngôi sao, như chúng ta đã biết trong 10 năm, mà nó cũng phải nằm trên quỹ đạo nghiêng rất cao, ông nói. Đây là chính xác những gì chúng ta vừa đo!
Một điều thú vị khác từ nghiên cứu này là dự đoán rằng hành tinh không phải lúc nào cũng quay quanh quá gần với ngôi sao của nó. Dựa trên tính toán của họ, nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng GJ436b có thể đã di chuyển theo thời gian để trở thành một hành tinh bốc hơi của Hồi giáo mà ngày nay. Ở đây cũng vậy, sự tồn tại của một người bạn đồng hành chưa được phát hiện được cho là nguyên nhân rất có thể.
Như với tất cả các nghiên cứu ngoại hành tinh, những phát hiện này cũng có ý nghĩa đối với sự hiểu biết của chúng ta về Hệ Mặt Trời. Nhìn về phía trước, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về hệ thống này với hy vọng xác định liệu có một người bạn đồng hành hành tinh khó nắm bắt được tìm thấy hay không. Những khảo sát này có thể sẽ được hưởng lợi từ việc triển khai các sứ mệnh thế hệ tiếp theo, đặc biệt là Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST).
Như Bourier đã chỉ ra, mục tiêu tiếp theo của chúng tôi là xác định hành tinh bí ẩn đã làm đảo lộn hệ thống hành tinh này. Định vị nó sẽ là một cách gián tiếp khác trong đó các nhà thiên văn học khám phá ra các ngoại hành tinh - xác định sự hiện diện của các hành tinh khác dựa trên độ nghiêng quỹ đạo của những hành tinh đã được khám phá. Phương pháp nghiêng quỹ đạo, có lẽ?
