Gần như tất cả các hành tinh ngoài hệ mặt trời được phát hiện cho đến nay đều rất lớn, có kích cỡ sao Mộc và cao hơn. Câu hỏi đặt ra là: các hành tinh nhỏ hơn, có kích thước Trái đất có thể tồn tại trong cùng hệ sao không? Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một mô phỏng trong đó các hành tinh nhỏ được đưa vào cùng hệ thống với các hành tinh lớn hơn để xem liệu chúng có thể thu thập đủ vật chất để trở nên lớn như Trái đất hay không. Họ phát hiện ra rằng một hệ thống gần đó - 55 Cancri - có thể đã hình thành các hành tinh trên mặt đất, với lượng nước đáng kể trong vùng có thể ở được.
Việc phát hiện đều đặn các hành tinh khổng lồ quay quanh các ngôi sao khác ngoài mặt trời của chúng ta đã làm gia tăng suy đoán rằng có thể có các thế giới kiểu Trái đất trong các hệ hành tinh gần đó có khả năng duy trì sự sống. Bây giờ các nhà nghiên cứu chạy mô phỏng máy tính cho bốn hệ thống gần đó chứa các hành tinh khổng lồ có kích thước bằng sao Mộc đã tìm thấy một hệ thống có thể hình thành một hành tinh giống Trái đất với điều kiện phù hợp để hỗ trợ sự sống.
Một hệ thống thứ hai có khả năng có một vành đai các khối đá có kích thước bằng sao Hỏa hoặc nhỏ hơn. Hai mô hình còn lại cho thấy, không có điều kiện thích hợp để tạo thành một hành tinh có kích thước Trái đất. Mỗi hệ thống dối trá trong phạm vi 250 năm ánh sáng của Trái đất (một năm ánh sáng là khoảng 5,88 nghìn tỷ dặm). Các nhà thiên văn học đã tìm thấy bằng chứng cho thấy mỗi hệ thống chứa ít nhất hai hành tinh khổng lồ về khối lượng Sao Mộc, đã di chuyển gần các ngôi sao của chúng, có lẽ cũng gần như sao Thủy đối với mặt trời.
Đối với mỗi trong bốn hệ thống, các nhà nghiên cứu đã tiến hành 10 mô phỏng trên máy vi tính đặt phôi hành tinh nhỏ, hoặc protoplanet, trong hệ thống để xem liệu chúng có thể thu thập được nhiều vật chất hơn và tạo thành một hành tinh thực sự có kích cỡ Trái đất hay không. Mỗi mô phỏng giả định các điều kiện giống nhau trong hệ hành tinh ngoại trừ vị trí và khối lượng của mỗi protoplanet bị thay đổi một chút, Sean Raymond, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Colorado, người đã tham gia vào công việc trong khi ông là một sinh viên tiến sĩ thiên văn học tại Đại học Washington.
Raymond là tác giả chính của một bài báo mô tả nghiên cứu được công bố vào tháng 6 trên Tạp chí Vật lý thiên văn. Đồng tác giả là Rory Barnes, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Arizona, người cũng tham gia vào công việc trong khi một sinh viên tiến sĩ thiên văn học của UW, và Nathan Kaib, một sinh viên tiến sĩ về thiên văn học của UW. Công trình được tài trợ bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia, Viện Sinh học Sinh học NASA NASA và Quỹ Khoa học Quốc gia.
Một vài điều thú vị là các mô hình của chúng tôi cho thấy một hành tinh có thể ở được, một hành tinh có khối lượng, nhiệt độ và nước tương tự như Trái đất, có thể đã hình thành trong một trong những hệ thống đa hành tinh ngoài hệ mặt trời đầu tiên được phát hiện, chanh Barnes nói.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy nhiều hệ hành tinh ngoài hệ mặt trời đã biết có các vùng đủ ổn định để hỗ trợ các hành tinh khác nhau, từ khối lượng Trái đất đến sao Thổ. Các mô hình UW đã thử nghiệm sự hình thành hành tinh trong các hệ thống gọi là 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 và HD 74156. Các nhà nghiên cứu cho rằng các hệ thống đã hoàn thành và quỹ đạo của các hành tinh khổng lồ của chúng được thiết lập tốt. Họ cũng giả định các điều kiện có thể cho phép hình thành các cơ thể nhỏ có thể phát triển thành các hành tinh giống như Trái đất.
Trong các mô hình, các nhà khoa học đã đặt phôi hành tinh có kích thước mặt trăng giữa các hành tinh khổng lồ và cho phép chúng tiến hóa trong 100 triệu năm. Với những giả định đó, họ đã tìm thấy các hành tinh trên mặt đất hình thành dễ dàng ở 55 Cancri, đôi khi có nguồn nước và quỹ đạo đáng kể trong vùng có thể sinh sống của hệ thống. Họ tìm thấy HD 38529 có khả năng hỗ trợ vành đai tiểu hành tinh và các vật thể có kích thước sao Hỏa hoặc nhỏ hơn nhưng không có các hành tinh trên mặt đất đáng chú ý. Không có hành tinh nào hình thành trong HD 37124 và HD 74156.
Điều làm tôi ngạc nhiên nhất là nhìn thấy hệ thống chỉ hình thành các hành tinh có kích thước bằng sao Hỏa hoặc nhỏ hơn, Raymond Raymond nói. Bất cứ thứ gì phát triển quá lớn sẽ không ổn định, do đó, có sự tích lũy của rất nhiều các hành tinh nhỏ hơn có thể bằng một phần mười kích thước của Trái đất
Điều quan trọng là Kaib nói rằng các mô hình cho thấy các điều kiện có thể duy trì đủ ổn định trong 100 triệu năm để phôi thai hành tinh có cơ hội thu thập nhiều chất hơn và phát triển thành một cơ thể có kích thước của mặt trăng hoặc sao Hỏa. Trong hệ thống ban đầu của chúng tôi, đó có lẽ là hệ thống năng lượng mặt trời bên trong của chúng tôi, với hàng trăm cơ thể có kích thước như vậy, anh nói
Các hành tinh ngoài cực đã được phát hiện với tần suất tăng dần trong những năm gần đây vì các kỹ thuật phát hiện các hành tinh khổng lồ bằng hiệu ứng hấp dẫn của chúng trên các ngôi sao mẹ của chúng. Không rõ các hành tinh khổng lồ phát triển như thế nào, nhưng chúng được cho là hình thành cách xa các ngôi sao chủ của chúng và sau đó di chuyển vào bên trong, được đẩy bởi các đĩa khí mà chúng hình thành. Nếu quá trình di chuyển xảy ra muộn trong quá trình phát triển hệ thống, các hành tinh khổng lồ có thể phá hủy hầu hết các vật liệu cần thiết để xây dựng các hành tinh giống Trái đất, Raymond nói. Ông lưu ý rằng mặc dù sự hiện diện của các hành tinh khổng lồ được thiết lập khá tốt, nhưng sẽ mất một thời gian trước khi có thể phát hiện các hành tinh có kích thước Trái đất nhỏ hơn nhiều xung quanh các ngôi sao khác.
Đối với một bài báo gần đây, Raymond đã chạy hơn 450 mô phỏng máy tính để lập bản đồ quỹ đạo hành tinh khổng lồ cho phép các hành tinh giống Trái đất hình thành. Nếu một hành tinh khổng lồ quá gần, nó sẽ ngăn không cho vật liệu đá xâm nhập vào một hành tinh có kích thước Trái đất. Nghiên cứu đó cho thấy chỉ có khoảng 5% các hệ hành tinh khổng lồ được biết đến có khả năng có các hành tinh giống Trái đất. Nhưng vì thời gian quan sát lâu và thiết bị nhạy cảm cần thiết để phát hiện các hành tinh có kích thước của Sao Thổ và Sao Mộc, nên có thể có nhiều hệ thống hành tinh như của chúng ta trong thiên hà này, ông nói.
Nguồn gốc: Bản tin UW
