Minh họa máy tính của một ngôi sao nhị phân. Tín dụng hình ảnh: Viện Carnegie. Nhấn vào đây để phóng to.
Công trình lý thuyết mới cho thấy sự hình thành hành tinh khổng lồ khí có thể xảy ra xung quanh các ngôi sao nhị phân theo cách tương tự như nó xảy ra xung quanh các ngôi sao đơn lẻ như Mặt trời. Công trình được trình bày hôm nay bởi Tiến sĩ Alan Boss thuộc Khoa Từ tính trên mặt đất (DTM) của Viện Carnegie tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ tại Washington, DC. Kết quả cho thấy các hành tinh khổng lồ khí, như Sao Mộc và các hành tinh giống Trái đất có thể ở được có thể phổ biến hơn so với suy nghĩ trước đây. Một bài viết mô tả những kết quả này đã được chấp nhận để công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
Chúng tôi có xu hướng tập trung vào việc tìm kiếm các hệ mặt trời khác xung quanh các ngôi sao giống như Mặt trời của chúng tôi, ông chủ Boss nói. Nhưng chúng ta đang học được rằng các hệ hành tinh có thể được tìm thấy xung quanh tất cả các loại sao, từ sao xung đến sao lùn M chỉ bằng một phần ba khối lượng Mặt trời của chúng ta.
Hai trong số ba ngôi sao trong Dải Ngân hà là thành viên của hệ thống nhị phân hoặc nhiều sao, trong đó các ngôi sao quay quanh nhau với các khoảng cách có thể nằm gần nhau (nhị phân gần) đến hàng nghìn năm ánh sáng hoặc nhiều hơn (nhị phân rộng). Hầu hết các nhị phân có khoảng cách tương tự như khoảng cách từ Mặt trời đến Sao Hải Vương (~ 30 AU, trong đó 1 AU = 1 đơn vị thiên văn = 150 triệu km, khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời).
Vẫn chưa rõ liệu sự hình thành hệ hành tinh có thể xảy ra trong các hệ sao nhị phân điển hình hay không, trong đó lực hấp dẫn mạnh từ một ngôi sao có thể cản trở quá trình hình thành hành tinh xung quanh ngôi sao kia và ngược lại. Trên thực tế, công trình lý thuyết đã đề xuất rằng trên thực tế, các sao nhị phân điển hình sẽ không thể hình thành các hệ hành tinh. Tuy nhiên, các thợ săn hành tinh gần đây đã tìm thấy một số hành tinh khí khổng lồ trên quỹ đạo xung quanh các ngôi sao nhị phân với một loạt các phân tách.
Boss phát hiện ra rằng nếu quá trình gia nhiệt gây ra do lực hấp dẫn từ ngôi sao đồng hành yếu, thì các hành tinh khổng lồ khí có thể hình thành trong các đĩa hình thành hành tinh giống như cách chúng làm xung quanh các ngôi sao đơn lẻ. Đĩa hình thành hành tinh sẽ vẫn đủ mát để các hạt băng giữ vững và do đó cho phép sự phát triển của lõi rắn phải đạt kích cỡ khối lượng lớn Trái đất để cơ chế hình thành hành tinh khổng lồ khí (bồi tụ lõi) thành công.
Các mô hình của Boss thậm chí còn cho thấy trực tiếp hơn rằng cơ chế thay thế cho sự hình thành hành tinh khổng lồ khí (không ổn định đĩa) có thể tiến hành tốt trong các hệ sao nhị phân như xung quanh các ngôi sao đơn lẻ, và trên thực tế có thể được khuyến khích bởi lực hấp dẫn của ngôi sao kia . Trong các mô hình mới của Boss, các đĩa hình thành hành tinh trên quỹ đạo xung quanh một trong những ngôi sao nhanh chóng được điều khiển để tạo thành các nhánh xoắn ốc dày đặc, trong đó các khối khí và bụi tự hấp dẫn và bắt đầu quá trình co lại theo kích cỡ hành tinh. Quá trình này nhanh đến mức đáng kinh ngạc, cần ít hơn 1.000 năm để các cụm dày đặc hình thành trong một đĩa không có gì đặc biệt. Sẽ có rất nhiều chỗ cho các hành tinh giống Trái đất hình thành gần sao hơn sau khi các hành tinh khổng lồ khí hình thành, giống như cách mà hệ thống hành tinh của chúng ta được cho là đã hình thành.
Ông chủ chỉ ra rằng, Kết quả này có thể có ý nghĩa sâu sắc ở chỗ nó làm tăng khả năng hình thành các hệ hành tinh giống như của chúng ta, bởi vì các sao nhị phân là quy tắc trong thiên hà của chúng ta, không phải là ngoại lệ. Nếu các ngôi sao nhị phân có thể che chở các hệ hành tinh bao gồm các hành tinh khí khổng lồ bên ngoài và các hành tinh giống Trái đất bên trong, thì khả năng các thế giới có thể ở được khác đột nhiên trở nên có khả năng cao gấp ba lần so với các ngôi sao có thể là vật chủ cho các hệ hành tinh tương tự như của chúng ta NASA có kế hoạch tìm kiếm và mô tả các hành tinh giống Trái đất trong thập kỷ tới sẽ có nhiều khả năng thành công hơn.
Một trong những câu hỏi quan trọng còn lại về các mô hình lý thuyết là mức độ sốc nhiệt chính xác bên trong đĩa hình thành hành tinh, cũng như câu hỏi chung hơn về việc đĩa có thể làm mát nhanh như thế nào. Boss và các nhà nghiên cứu khác đang tích cực làm việc để hiểu rõ hơn về các quy trình làm nóng và làm mát này. Với các bằng chứng quan sát ngày càng tăng đối với các hành tinh khổng lồ khí trong các hệ sao nhị phân, kết quả mới cho thấy rằng sự gia nhiệt sốc trong các đĩa nhị phân không thể quá lớn, hoặc nó sẽ ngăn chặn sự hình thành hành tinh khổng lồ khí.
Nguồn gốc: Bản tin Carnegie
