Các ngôi sao loại M (sao lùn đỏ) là những vật thể lạnh hơn, khối lượng thấp, độ sáng thấp, chiếm phần lớn các ngôi sao trong Vũ trụ của chúng ta - chỉ chiếm 85% số sao trong thiên hà Milky Way. Trong những năm gần đây, những ngôi sao này đã được chứng minh là một kho báu dành cho những người săn ngoại hành tinh, với nhiều hành tinh trên mặt đất (còn gọi là Trái đất) được xác nhận xung quanh các sao lùn đỏ gần nhất của Hệ Mặt trời.
Nhưng điều đáng ngạc nhiên hơn nữa là thực tế là một số sao lùn đỏ đã được tìm thấy có các hành tinh có kích thước và khối lượng tương đương với Sao Mộc quay quanh chúng. Một nghiên cứu mới được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Central Lancashire (UCLan) đã giải quyết bí ẩn về cách điều này có thể xảy ra. Về bản chất, công việc của họ cho thấy những người khổng lồ gas chỉ mất vài nghìn năm để hình thành.
Nghiên cứu, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn, là công trình của Tiến sĩ Anthony Mercer và Tiến sĩ Dimitris Stamatellos của UCLan Jeremiah Horrocks, Viện Toán học, Vật lý & Thiên văn học (JHI - MPA). Tiến sĩ Mercer, một độc giả vật lý thiên văn của JHI - MPA, đã lãnh đạo nghiên cứu dưới sự giám sát của Tiến sĩ Stamatellos, người lãnh đạo viện nghiên cứu hình thành Ngôi sao lý thuyết & Exoplanets.
Cùng nhau, họ đã nghiên cứu làm thế nào các hành tinh có thể hình thành xung quanh các ngôi sao lùn đỏ để xác định cơ chế nào sẽ cho phép hình thành những người khổng lồ khí siêu lớn. Theo các mô hình thông thường về sự hình thành hành tinh, trong đó sự tích tụ dần dần của các hạt bụi dẫn đến các vật thể lớn dần, các hệ sao lùn đỏ không nên có đủ khối lượng để hình thành các hành tinh siêu sao Mộc.
Để điều tra sự khác biệt này, Mercer và Tiến sĩ Stamatellos đã sử dụng Nghiên cứu phân tán của Vương quốc Anh bằng siêu máy tính điện toán tiên tiến (DiRAC) - kết nối các cơ sở tại Cambridge, Durham, Edinburgh và Đại học Leicester - để mô phỏng sự tiến hóa của các đĩa sao lùn xung quanh các ngôi sao lùn đỏ. Những đĩa khí và bụi quay này là phổ biến xung quanh tất cả các ngôi sao mới sinh và là những gì cuối cùng dẫn đến sự hình thành hành tinh.
Những gì họ tìm thấy là nếu những chiếc đĩa trẻ này đủ lớn, chúng có thể vỡ thành nhiều mảnh khác nhau, chúng sẽ kết lại do lực hấp dẫn lẫn nhau tạo thành các hành tinh khí khổng lồ. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi các hành tinh hình thành trong vòng vài nghìn năm, một khoảng thời gian cực kỳ nhanh về mặt vật lý thiên văn. Như Tiến sĩ Mercer đã giải thích:
Thực tế là các hành tinh có thể hình thành trong khoảng thời gian ngắn như vậy xung quanh các ngôi sao nhỏ là vô cùng thú vị. Công việc của chúng tôi cho thấy sự hình thành hành tinh đặc biệt mạnh mẽ: các thế giới khác có thể hình thành thậm chí xung quanh các ngôi sao nhỏ theo nhiều cách khác nhau, và do đó các hành tinh có thể đa dạng hơn chúng ta nghĩ trước đây.
Nghiên cứu của họ cũng chỉ ra rằng những hành tinh này sẽ cực kỳ nóng sau khi chúng hình thành, với nhiệt độ lên tới hàng ngàn độ trong lõi của chúng. Bởi vì họ không có nguồn năng lượng nội bộ, họ sẽ trở nên mờ nhạt theo thời gian. Điều này có nghĩa là các hành tinh này sẽ dễ dàng quan sát ở bước sóng hồng ngoại khi chúng còn trẻ, nhưng cửa sổ để quan sát trực tiếp sẽ nhỏ.
Tuy nhiên, các hành tinh như vậy vẫn có thể được quan sát gián tiếp dựa trên ảnh hưởng của chúng đối với ngôi sao chủ của chúng, đó là cách các hành tinh quay quanh các ngôi sao lùn đỏ thường được tìm thấy. Phương pháp này được gọi là Phương pháp Vận tốc xuyên tâm (hay còn gọi là Quang phổ Doppler), trong đó những thay đổi trong quang phổ sao cho thấy nó đang chuyển động, là một dấu hiệu cho thấy các hành tinh gây ảnh hưởng lực hấp dẫn của chúng lên nó. Stamatellos đã thêm:
Đây là lần đầu tiên chúng tôi không chỉ có thể nhìn thấy các hành tinh hình thành trong các mô phỏng máy tính mà còn xác định các thuộc tính ban đầu của chúng rất chi tiết. Thật thú vị khi thấy rằng những hành tinh này thuộc loại 'nhanh và dữ dội - chúng hình thành nhanh chóng và chúng nóng bất ngờ.
Những kết quả này là gì nếu không kịp thời. Gần đây, các nhà thiên văn học đã phát hiện một hành tinh ngoài hệ mặt trời thứ hai xung quanh Proxima Centauri, ngôi sao gần nhất với chúng ta. Không giống như Proxima b, có kích cỡ Trái đất, đá và quỹ đạo trong khu vực có thể ở được sao Star; Proxima c được cho là có kích thước gấp 1,5 lần Trái đất, lớn gấp rưỡi so với sao Hải Vương (biến nó thành một sao Hải Vương nhỏ) và quay quanh khu vực có thể ở bên ngoài Proxima Centauri.
Biết rằng có một cơ chế khả dĩ cho phép những người khổng lồ khí hình thành xung quanh các ngôi sao lùn đỏ giúp chúng ta tiến một bước gần hơn để hiểu những ngôi sao hoàn toàn phổ biến nhưng vẫn bí ẩn này.
