Sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA, các nhà thiên văn học đã hoàn thành cuộc khảo sát hình ảnh ánh sáng khả kiến lớn nhất và nhạy nhất của các mảnh vỡ xung quanh các ngôi sao gần đó. Những chiếc đĩa bụi này, có khả năng được tạo ra bởi sự va chạm giữa các vật thể còn sót lại từ sự hình thành hành tinh, được chụp hình xung quanh các ngôi sao khi còn 10 triệu tuổi và trưởng thành hơn 1 tỷ năm tuổi.
Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà thiên văn học từ Trung tâm Vũ trụ NASA NASA Goddard với sự giúp đỡ của Đài quan sát Đại học Arizona Stew Steward. Cuộc khảo sát được dẫn dắt bởi Glenn Schneider, kết quả xuất hiện vào ngày 1 tháng 10 năm 2014, vấn đề Tạp chí Thiên văn.
Chúng tôi thấy rằng các hệ thống không chỉ đơn giản là bằng phẳng với các bề mặt đồng nhất, mà ông Schneider nói. Đây thực sự là những hệ thống mảnh vỡ ba chiều khá phức tạp, thường có cấu trúc nhúng nhỏ hơn. Một số cấu trúc phụ có thể là biển chỉ dẫn của các hành tinh chưa nhìn thấy.
Ngoài việc tìm hiểu nhiều về các mảnh vụn xung quanh các ngôi sao lân cận, nghiên cứu còn mang đến cơ hội tìm hiểu thêm về sự hình thành của Hệ Mặt trời của chúng ta.
Schneider cho biết, ngay bây giờ, hãy nhìn lại thời gian để thấy các loại sự kiện hủy diệt thường xảy ra trong hệ mặt trời của chúng ta sau khi các hành tinh hình thành.
Từng được cho là đĩa phẳng, nghiên cứu đã tiết lộ sự đa dạng và phức tạp bất ngờ của các cấu trúc mảnh vụn bụi xung quanh các ngôi sao quan sát được. Điều này cho thấy họ đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các hành tinh không nhìn thấy quay quanh ngôi sao.
Ngoài ra, những hiệu ứng này có thể là kết quả của các ngôi sao Giao thông qua không gian giữa các vì sao. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng không có hai đĩa nào mà các vật liệu xung quanh các ngôi sao xung quanh giống nhau.
Các nhà thiên văn học đã sử dụng Máy quang phổ hình ảnh Kính viễn vọng Không gian Hubble để nghiên cứu 10 hệ thống mảnh vỡ hoàn cảnh được phát hiện trước đó, cộng với MP Mus, một đĩa hình thành hành tinh trưởng thành có thể so sánh với tuổi trẻ nhất của các mảnh vỡ.
Sự bất thường được quan sát thấy trong một hệ thống giống như chiếc nhẫn nói riêng (khoảng HD 181327) giống như việc phóng một mảnh vụn khổng lồ vào phần bên ngoài của hệ thống từ vụ va chạm gần đây của hai cơ thể.
Điều này phun ra vật chất khá xa so với ngôi sao chủ của nó - gần gấp đôi khoảng cách mà Sao Diêm Vương đến từ Mặt trời, ông cho biết, đồng điều tra viên Christopher Stark thuộc Trung tâm bay vũ trụ NASA God Godard, Greenbelt, Maryland. Rất khó để tiêu diệt một vật thể khổng lồ ở khoảng cách lớn như vậy rất khó để giải thích, và nó rất hiếm. Nếu chúng ta thực sự chứng kiến hậu quả gần đây của một vụ va chạm lớn, hệ thống hành tinh vô hình có thể khá hỗn loạn.
Một cách giải thích khác cho sự bất thường là chiếc đĩa đã bị biến dạng một cách bí ẩn bởi lối đi của ngôi sao trong không gian giữa các vì sao, tương tác trực tiếp với vật liệu liên sao không nhìn thấy được. Dù thế nào đi nữa, câu trả lời rất thú vị, giáo sư Schneider nói. Đội ngũ của chúng tôi hiện đang phân tích các quan sát tiếp theo sẽ giúp tiết lộ nguyên nhân thực sự của sự bất thường.
Trong vài năm qua, các nhà thiên văn học đã tìm thấy một sự đa dạng đáng kinh ngạc trong kiến trúc của các hệ thống ngoại hành tinh. Chẳng hạn, họ đã phát hiện ra rằng các hành tinh được sắp xếp theo quỹ đạo khác biệt rõ rệt so với tìm thấy trong hệ mặt trời của chúng ta.
Hiện tại, chúng tôi đang chứng kiến sự đa dạng tương tự trong kiến trúc của các hệ thống mảnh vỡ đi kèm, ông Schneider nói. Các hành tinh ảnh hưởng đến các đĩa như thế nào và các đĩa ảnh hưởng đến các hành tinh như thế nào? Có một số loại phụ thuộc lẫn nhau giữa một hành tinh và các mảnh vụn đi kèm có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của các hệ thống mảnh vụn ngoại hành tinh này.
Từ mẫu nhỏ này, thông điệp quan trọng nhất cần lấy đi là một trong những sự đa dạng, Schneider nói. Ông nói thêm rằng các nhà thiên văn học thực sự cần phải hiểu những ảnh hưởng bên trong và bên ngoài trên các hệ thống này - chẳng hạn như gió sao và tương tác với các đám mây vật chất giữa các vì sao - và cách chúng bị ảnh hưởng bởi khối lượng và tuổi của ngôi sao mẹ và sự phong phú của các yếu tố nặng hơn cần thiết để xây dựng các hành tinh.
Mặc dù các nhà thiên văn học đã tìm thấy gần 4.000 ứng cử viên ngoại hành tinh kể từ năm 1995, chủ yếu bằng các phương pháp phát hiện gián tiếp, chỉ có khoảng hai chục hệ thống mảnh vụn tán xạ ánh sáng, đã được chụp lại trong cùng khoảng thời gian đó.
Điều đó bởi vì các đĩa thường mờ hơn 100.000 lần so với (và thường rất gần với) các ngôi sao mẹ sáng của chúng. Phần lớn đã được nhìn thấy nhờ khả năng Hubble, thực hiện hình ảnh có độ tương phản cao, trong đó ánh sáng áp đảo từ ngôi sao bị chặn để lộ đĩa mờ bao quanh ngôi sao.
Cuộc khảo sát hình ảnh mới cũng mang lại cái nhìn sâu sắc về cách hệ mặt trời của chúng ta hình thành và phát triển 4,6 tỷ năm trước. Cụ thể, vụ va chạm hành tinh bị nghi ngờ nhìn thấy trong đĩa xung quanh HD 181327 có thể giống với cách hệ thống Trái đất-Mặt trăng hình thành, cũng như hệ thống Sao Diêm Vương hơn 4 tỷ năm trước. Trong những trường hợp đó, va chạm giữa các cơ thể có kích thước hành tinh tạo ra các mảnh vỡ sau đó kết lại thành mặt trăng đồng hành.
