Khi nói đến cách thức và nơi các hệ thống hành tinh hình thành, các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ đã xử lý khá tốt mọi việc. Giả thuyết chiếm ưu thế, được gọi là Giả thuyết tinh vân, nói rằng các ngôi sao và hành tinh hình thành từ những đám mây bụi và khí khổng lồ (tức là tinh vân). Một khi đám mây này trải qua sự sụp đổ lực hấp dẫn ở trung tâm, bụi và khí còn lại của nó tạo thành một đĩa hình thành hành tinh cuối cùng được bồi tụ để tạo thành các hành tinh.
Tuy nhiên, khi nghiên cứu ngôi sao xa xôi NGTS-1 - một loại M (sao lùn đỏ) nằm cách chúng ta khoảng 600 năm ánh sáng - một nhóm quốc tế do các nhà thiên văn học từ Đại học Warwick dẫn đầu đã phát hiện ra một sao Mộc nóng bỏng khổng lồ xuất hiện quá lớn để quay quanh một ngôi sao nhỏ như vậy. Việc phát hiện ra hành tinh quái vật này, người Viking đã thách thức một cách tự nhiên một số quan niệm trước đây về sự hình thành hành tinh.
Nghiên cứu có tên là NG NG-1b: Một sao Mộc nóng bỏng đi ngang qua một người lùn M, gần đây đã xuất hiện trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Daniel Bayliss và Giáo sư Peter Wheatley từ Đại học Warwick và bao gồm các thành viên của Đài thiên văn Geneva, Phòng thí nghiệm Cavendish, Trung tâm hàng không vũ trụ Đức, Viện quan sát không gian và trái đất Leicester, Trung tâm TU Berlin Thiên văn học và Vật lý thiên văn, và nhiều trường đại học và viện nghiên cứu.
Phát hiện này được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu thu được từ cơ sở Khảo sát quá cảnh thế hệ tiếp theo (NGTS) của ESO, được đặt tại Đài thiên văn Paranal ở Chile. Cơ sở này được điều hành bởi một tập đoàn quốc tế gồm các nhà thiên văn học đến từ các trường Đại học Warwick, Leicester, Cambridge, Đại học Nữ hoàng Belfast, Đài thiên văn Geneva, Trung tâm hàng không vũ trụ Đức và Đại học Chile.
Sử dụng một loạt đầy đủ các kính thiên văn nhỏ gọn hoàn toàn robot, khảo sát trắc quang này là một trong một số dự án nhằm khen ngợi Kính thiên văn vũ trụ Kepler. Giống Kepler, nó theo dõi các ngôi sao ở xa để tìm dấu hiệu giảm độ sáng đột ngột, đó là dấu hiệu cho thấy một hành tinh đi qua phía trước (hay còn gọi là trans trans.) Ngôi sao, liên quan đến người quan sát. Khi kiểm tra dữ liệu thu được từ NGTS-1, ngôi sao đầu tiên được tìm thấy trong cuộc khảo sát, họ đã thực hiện một khám phá đáng ngạc nhiên.
Dựa trên tín hiệu do ngoại hành tinh của nó (NGTS-1b) tạo ra, họ đã xác định rằng đó là một khối khí khổng lồ có kích thước tương đương với Sao Mộc và gần như khổng lồ (khối lượng 0,812 Sao Mộc). Chu kỳ quỹ đạo của nó là 2,6 ngày cũng chỉ ra rằng nó quay rất gần với ngôi sao của nó - khoảng 0,0326 AU - khiến nó trở thành một sao Mộc nóng bỏng. Dựa trên các thông số này, nhóm nghiên cứu cũng ước tính rằng NGTS-1b trải qua nhiệt độ khoảng 800 K (530 ° C; 986 ° F).
Phát hiện này đã ném cả nhóm vào một vòng lặp, vì người ta tin rằng các hành tinh có kích thước này không thể hình thành xung quanh các ngôi sao loại M nhỏ. Theo các lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh, các ngôi sao lùn đỏ được cho là có thể hình thành các hành tinh đá - bằng chứng là nhiều người đã phát hiện ra xung quanh các sao lùn đỏ muộn - nhưng không thể thu thập đủ vật chất để tạo ra các hành tinh có kích thước sao Mộc .
Như Tiến sĩ Daniel Bayliss, một nhà thiên văn học của Đại học Geneva và là tác giả chính của bài báo, đã nhận xét trong thông cáo báo chí của Đại học Warwick:
Một khám phá về NGTS-1b là một điều hoàn toàn bất ngờ đối với chúng tôi - những hành tinh to lớn như vậy không được cho là tồn tại xung quanh những ngôi sao nhỏ như vậy. Đây là ngoại hành tinh đầu tiên chúng tôi đã tìm thấy với cơ sở NGTS mới của chúng tôi và chúng tôi đã thách thức sự khôn ngoan nhận được về cách các hành tinh hình thành. Thách thức của chúng tôi là bây giờ tìm hiểu mức độ phổ biến của các loại hành tinh này trong Thiên hà và với cơ sở NGTS mới, chúng tôi sẵn sàng làm việc đó.
Điều cũng ấn tượng là thực tế là các nhà thiên văn học đã chú ý đến quá cảnh. So với các lớp sao khác, sao loại M là nhỏ nhất, ngầu nhất và mờ nhất. Trong quá khứ, các vật thể đá đã được phát hiện xung quanh chúng bằng cách đo sự dịch chuyển ở vị trí của chúng so với Trái đất (hay còn gọi là Phương pháp Vận tốc xuyên tâm). Những sự dịch chuyển này được gây ra bởi lực kéo của một hoặc nhiều hành tinh khiến hành tinh này rung chuyển trở lại.
Nói tóm lại, ánh sáng yếu của một ngôi sao loại M đã khiến việc theo dõi chúng bị giảm độ sáng (hay còn gọi là Phương pháp Chuyển tuyến) rất không thực tế. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các camera nhạy cảm màu đỏ NGTS, nhóm nghiên cứu đã có thể theo dõi các bản vá của bầu trời đêm trong nhiều tháng. Theo thời gian, họ nhận thấy sự sụt giảm đến từ NGTS-1 cứ sau 2,6 ngày, điều đó cho thấy rằng một hành tinh có chu kỳ quỹ đạo ngắn đang định kỳ đi qua phía trước nó.
Sau đó, họ theo dõi quỹ đạo hành tinh xung quanh ngôi sao và kết hợp dữ liệu chuyển tuyến với các phép đo Vận tốc xuyên tâm để xác định kích thước, vị trí và khối lượng của nó. Như giáo sư Peter Wheatley (người lãnh đạo NGTS) đã chỉ ra, việc tìm ra hành tinh này là công việc khó khăn. Nhưng cuối cùng, phát hiện của nó có thể dẫn đến việc phát hiện thêm nhiều người khổng lồ khí xung quanh các ngôi sao có khối lượng thấp:
Thật khó tìm thấy NGTS-1b, mặc dù là một con quái vật của một hành tinh, bởi vì ngôi sao mẹ của nó rất nhỏ và mờ nhạt. Những ngôi sao nhỏ thực sự là phổ biến nhất trong vũ trụ, vì vậy có thể có rất nhiều những hành tinh khổng lồ này đang chờ được tìm thấy. Đã làm việc trong gần một thập kỷ để phát triển mảng kính viễn vọng NGTS, thật vui mừng khi thấy nó chọn ra các loại hành tinh mới và bất ngờ. Tôi mong muốn được nhìn thấy những loại hành tinh mới thú vị khác mà chúng ta có thể xuất hiện.
Trong vũ trụ được biết đến, các ngôi sao loại M là phổ biến nhất, chiếm 75% tổng số sao trong Dải Ngân hà một mình. Trước đây, việc phát hiện ra các xác đá xung quanh các ngôi sao như Proxima Centauri, LHS 1140, GJ 625 và bảy hành tinh đá xung quanh TRAPPIST-1, khiến nhiều người trong cộng đồng thiên văn kết luận rằng các ngôi sao lùn đỏ là nơi tốt nhất để tìm kiếm Các hành tinh giống trái đất.
Do đó, việc phát hiện ra một Sao Mộc nóng quay quanh NGTS-1 do đó được coi là một dấu hiệu cho thấy các ngôi sao lùn đỏ khác cũng có thể quay quanh những người khổng lồ khí. Trên hết, phát hiện mới nhất này một lần nữa chứng minh tầm quan trọng của nghiên cứu ngoại hành tinh. Với mỗi phát hiện chúng ta thực hiện ngoài Hệ mặt trời, chúng ta càng tìm hiểu về cách thức các hành tinh hình thành và phát triển.
Mỗi khám phá chúng tôi thực hiện cũng thúc đẩy sự hiểu biết của chúng tôi về khả năng chúng tôi có thể khám phá cuộc sống ngoài kia ở đâu đó. Vì cuối cùng, mục tiêu khoa học nào lớn hơn là xác định liệu chúng ta có đơn độc trong Vũ trụ hay không?
