Các nhà thiên văn học đưa ra giả thuyết rằng khi Mặt trời của chúng ta còn trẻ, nó được bao quanh bởi một đĩa bụi và khí từ đó các hành tinh cuối cùng hình thành. Người ta còn đưa ra giả thuyết rằng phần lớn các ngôi sao trong Vũ trụ của chúng ta ban đầu được bao quanh theo cách này bởi một đĩa bảo vệ hành tinh, và trong khoảng 30% trường hợp, các đĩa này sẽ trở thành một hành tinh hoặc hệ thống các hành tinh.
Thông thường, các đĩa này được cho là quay quanh dải xích đạo (hay còn gọi là nhật thực) của một ngôi sao hoặc hệ sao. Tuy nhiên, nghiên cứu mới được thực hiện bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra ví dụ đầu tiên về hệ sao nhị phân nơi định hướng được lật và đĩa quay quanh các ngôi sao xung quanh cực của chúng (vuông góc với mặt phẳng hoàng đạo).
Vì lợi ích của nghiên cứu của họ, được công bố gần đây trên tạp chí khoa học Thiên nhiên, nhóm nghiên cứu đã dựa vào Atacama Large Millimét / milimet mảng (ALMA) để thu được hình ảnh độ phân giải cao của HD 98800, một hệ sao bốn cực cách Trái đất khoảng 146,4 năm ánh sáng. Trong hệ thống này, họ phát hiện ra một cặp nhị phân bên trong (HD 98800BaBb) gồm hai ngôi sao giống như Mặt trời được bao quanh bởi một đĩa có kích thước Vành đai tiểu hành tinh.
Khám phá này xác nhận một điều mà trước đây chỉ là một lý thuyết cho các nhà thiên văn học, đó là một số đĩa vụn có thể có cấu hình cực. Như Tiến sĩ Grant M. Kennedy, Nghiên cứu viên của Đại học Hiệp hội Hoàng gia từ Đại học Warwick và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong một thông cáo báo chí của Warwick:
Đĩa Đĩa giàu khí và bụi được nhìn thấy xung quanh gần như tất cả các ngôi sao trẻ, và chúng ta biết rằng ít nhất một phần ba trong số những ngôi sao quay quanh các hành tinh đơn lẻ tạo thành các hành tinh. Một số trong số các hành tinh này cuối cùng bị sắp xếp sai lệch với vòng quay của ngôi sao, vì vậy chúng tôi đã tự hỏi liệu một điều tương tự có thể xảy ra đối với các hành tinh vòng tròn hay không. Một sự châm biếm về động lực học có nghĩa là có thể gọi là sai lệch cực, nhưng cho đến nay chúng ta không có bằng chứng nào về các đĩa bị sai lệch trong đó các hành tinh này có thể hình thành.
Mặc dù khó quan sát bằng cách sử dụng quang học thông thường, các mảnh vụn tương đối dễ nghiên cứu trên sóng vô tuyến và các bước sóng hồng ngoại xa (tức là milimet và sóng ngầm), nhờ tất cả các bức xạ mà chúng hấp thụ từ các ngôi sao mẹ của chúng. Tiến sĩ Kennedy và các nhà nghiên cứu của ông đã dựa vào khả năng nổi tiếng của ALMA, để nghiên cứu các vật thể trong các bước sóng này để xác định hướng của đĩa tuần hoàn tiền đạo HD 98800BaBb.
Quỹ đạo của nhị phân đã được biết đến nhờ vào nghiên cứu trước đó xác định cách các ngôi sao quay quanh mối quan hệ với nhau. Bằng cách kết hợp dữ liệu này với dữ liệu thu được của ALMA, Tiến sĩ Kennedy và nhóm của ông đã có thể xác định rằng hướng của các mảnh vỡ phù hợp với quỹ đạo cực hoàn hảo. Điều này có nghĩa là trong khi hai ngôi sao quay quanh nhau trên một mặt phẳng thì đĩa quay quanh một mặt phẳng vuông góc với chúng.
Khía cạnh thú vị nhất của phát hiện này, theo Tiến sĩ Kennedy, là nó chứng minh rằng các hành tinh có thể hình thành trong những điều kiện hoàn toàn khác so với những gì chúng ta quen thuộc. Như ông nói:
Có lẽ điều thú vị nhất về khám phá này là đĩa cho thấy một số chữ ký giống nhau mà chúng ta gán cho sự phát triển bụi trong các đĩa xung quanh các ngôi sao đơn lẻ. Chúng tôi coi điều này có nghĩa là sự hình thành hành tinh ít nhất có thể bắt đầu trong các đĩa tuần hoàn cực này. Nếu phần còn lại của quá trình hình thành hành tinh có thể xảy ra, có thể có cả một quần thể các hành tinh tuần hoàn bị lệch lạc mà chúng ta chưa khám phá, và những thứ như các biến thể kỳ lạ theo mùa để xem xét.
Đây là một mô tả chính xác! Hãy tưởng tượng, nếu bạn sẽ, các hành tinh nơi một vòng sáng xuất hiện vào ban đêm, đến từ dưới cùng của đường chân trời và kéo dài tất cả các đường trên cao. Chu kỳ ngày đêm cũng sẽ rất khác nhau, vì hai ngôi sao di chuyển trên bầu trời theo cả chiều dọc và chiều ngang trong quá trình một năm. Và vào những thời điểm nhất định trong năm, chỉ có một ngôi sao sẽ xuất hiện khi chúng quay quanh nhau.
Cấu hình cực cũng có nghĩa là một số biến thể theo mùa bất thường, trong đó các vĩ độ khác nhau sẽ nhận được ít nhiều ánh sáng trong suốt hành tinh quỹ đạo hành tinh. Kết hợp với vòng quay riêng của hành tinh, nhiệt độ và điều kiện ánh sáng ban ngày sẽ thay đổi đáng kể xung quanh đường xích đạo. Tùy thuộc vào thời kỳ quỹ đạo, các vùng cực có thể trải qua mùa hè và mùa đông trong nhiều năm.
Khám phá mới nhất này chỉ ra rằng ngoài việc có các thành phần và môi trường kỳ lạ, các hành tinh ngoài mặt trời còn có thể gặp các quỹ đạo kỳ lạ. Daniel Price, Phó giáo sư và Uỷ viên tương lai ARC tại Trung tâm vật lý thiên văn Monash (MoCA) và là đồng tác giả của bài báo, giải thích:
Chúng tôi từng nghĩ các hệ mặt trời khác sẽ hình thành giống như chúng ta, với các hành tinh đều quay quanh cùng một hướng xung quanh một mặt trời. Nhưng với những hình ảnh mới, chúng ta thấy một đĩa khí và bụi xoáy quanh hai ngôi sao. Một điều khá ngạc nhiên khi cũng thấy rằng đĩa quay quanh đúng góc với quỹ đạo của hai ngôi sao. Thật đáng kinh ngạc, hai ngôi sao khác đã được nhìn thấy quay quanh đĩa đó. Vì vậy, nếu các hành tinh được sinh ra ở đây, sẽ có bốn mặt trời trên bầu trời!
Ngoài việc là một khoa học đầu tiên xác nhận dự đoán của các nhà thiên văn học, phát hiện mới nhất này cũng có thể dạy chúng ta rất nhiều về cách các hành tinh có thể hình thành trong các hệ mặt trời khác. Vì chu kỳ quỹ đạo và chu kỳ là một yếu tố chính khi nói đến sự sống trên Trái đất, có lẽ các hệ thống này và các hệ thống khác giống như nó cũng có thể dạy chúng ta một hoặc hai điều về cách sự sống có thể xuất hiện trên các hành tinh khác.
