Cách chúng ta 370 năm ánh sáng, một hệ mặt trời đang tạo ra các hành tinh bé. Ngôi sao ở trung tâm của tất cả đều trẻ, chỉ khoảng 6 triệu năm. Và những đứa trẻ của nó là hai hành tinh khổng lồ, có khả năng là cả hai người khổng lồ khí, đang chăm sóc vật chất khí từ đĩa chu vi sao ngôi sao.
Ngôi sao chủ trong hệ thống này được gọi là PDS 70. PDS 70 nhỏ hơn một chút và nhỏ hơn Mặt trời của chúng ta và vẫn đang tự bồi đắp vật chất. Ngôi sao trẻ này là một ngôi sao T Tauri, về cơ bản có nghĩa là họ còn rất trẻ và mới bắt đầu cuộc sống. Bởi vì nó rất trẻ, các hành tinh vẫn đang trong quá trình hình thành quỹ đạo xung quanh nó. Và nhìn thấy các hành tinh non trẻ vẫn đang hình thành là điều mà các nhà thiên văn học chỉ mới bắt đầu có được.
Đây là phát hiện rõ ràng đầu tiên của một hệ thống hai hành tinh khắc một khoảng trống đĩa.
Julien Girard, Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian.
Điều làm cho hình ảnh của những hành tinh trẻ, vẫn đang hình thành này trở nên thú vị là bằng chứng của họ đã ủng hộ lý thuyết lâu đời của chúng ta về cách các hành tinh hình thành trong các hệ mặt trời trẻ. Giả thuyết đó được gọi là Giả thuyết tinh vân và nó đã tồn tại hàng thập kỷ, nhưng không có bằng chứng quan sát để sao lưu nó.
Giả thuyết về tinh vân
Các ngôi sao hình thành từ các đám mây khổng lồ chủ yếu là hydro gọi là các đám mây phân tử. Các đám mây phân tử không ổn định về mặt hấp dẫn và khí có xu hướng kết tụ lại với nhau. Cuối cùng, một trong những cụm này bắt đầu ném tuyết và ngày càng lớn hơn. Khi đó, đám mây xẹp xuống như một chiếc bánh kếp, và bắt đầu quay, và khi khối trung tâm đủ dày đặc, nó đốt cháy thành một hợp hạch và một ngôi sao được sinh ra. Nhiều ngôi sao nằm trong các hệ nhị phân, khi hai ngôi sao hình thành từ đám mây phân tử.
Nhưng ngôi sao ở trung tâm là đội bóng duy nhất. Khác, các cụm nhỏ hơn hình thành trong khí quay và chúng có thể hình thành các hành tinh. Một số hành tinh khí, như Sao Mộc và Sao Thổ trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, có thể trở nên thực sự lớn. (Các nhà thiên văn học đôi khi gọi Sao Mộc và Sao Thổ là những ngôi sao thất bại vì họ đang trên đường trở thành ngôi sao nhưng không thể đi đến đó được.)
Nếu bạn có thể đóng băng quá trình ở đó, bạn sẽ thấy một ngôi sao trẻ ở trung tâm của một đám mây khí xoay tròn bằng phẳng. Nhưng trong khí bạn sẽ thấy những khoảng trống hình vòng, nơi các hành tinh đang bận rộn quét dọn vật chất và trở thành các hành tinh. Quá trình đó được gọi là bồi tụ. Và nó không còn là một đám mây phân tử nữa, bây giờ, nó được gọi là một đĩa tiền điện tử, bởi vì nó có hình dạng đĩa và các hành tinh nguyên sinh đang hình thành trong đó.
Và đó chính xác là những gì các nhà thiên văn học nhìn thấy.
Nhìn thấy các hành tinh thực tế
Điều thú vị về những hình ảnh mới này là chúng ta không chỉ nhìn thấy những khoảng trống và vòng tròn báo hiệu sự hiện diện của một hành tinh, chúng ta có thể nhìn thấy các hành tinh thực tế. Và nó chỉ là lần thứ hai chúng ta chắc chắn nhìn thấy một hệ thống hai hành tinh tạo ra những khoảng trống trong đĩa. (Một hệ thống bốn hành tinh có tên HR 8799 đã được chụp lại vào năm 2008)
Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi tìm thấy hành tinh thứ hai.
Sebastiaan Haffert, Tác giả chính, Đài thiên văn Leiden.
Jul Đây là phát hiện rõ ràng đầu tiên của một hệ thống hai hành tinh khắc một khoảng trống đĩa, Julien Girard thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian ở Baltimore, Maryland cho biết.
Trong nghiên cứu mới này, được công bố trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên ngày 3 tháng 6, nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng Máy quang phổ MUSE trên Kính viễn vọng rất lớn Đài thiên văn Nam châu Âu (VLT.)
Nhìn thấy bên trong một đĩa tiền điện tử là một nhiệm vụ khó khăn. Không chỉ ngôi sao thực sự sáng, thống trị hình ảnh, mà tất cả khí và bụi trong đĩa có thể chặn ánh sáng phát ra từ các hành tinh đang hình thành. Thiết bị MUSE có khả năng sắp xếp khóa vào ánh sáng phát ra từ hydro trong đám mây, đây là dấu hiệu của sự tích tụ hydro vào các hành tinh vẫn đang hình thành.
Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi tìm thấy hành tinh thứ hai, ông cho biết Sebastiaan Haffert của Đài thiên văn Leiden, tác giả chính của bài báo.
Với các thiết bị như ALMA, Hubble hoặc kính viễn vọng quang học mặt đất lớn với quang học thích nghi, chúng ta thấy các đĩa có vòng và khoảng trống khắp nơi. Câu hỏi mở đã có, có hành tinh nào ở đó không? Trong trường hợp này, câu trả lời là có, dạy giải thích Girard.
Thứ mà nhóm phát hiện là một hành tinh có tên PDS 70c. (Một hành tinh khác trong cùng hệ thống, được gọi là PDS 70b, lần đầu tiên được phát hiện khoảng một năm trước.)
Hành tinh mới, PDS 70C, nằm gần rìa ngoài của đĩa, và xấp xỉ 3,3 tỷ dặm từ ngôi sao. Đó là khoảng cách tương tự mà sao Hải Vương đến từ Mặt trời. Các nhà thiên văn học chỉ có ước tính sơ bộ về khối lượng hành tinh, nhưng họ ước tính rằng PDS 70c có khối lượng lớn gấp 1 đến 10 lần sao Mộc.
Hành tinh được phát hiện trước đây, PDS 70B, là khoảng 2 tỉ dặm từ ngôi sao, về giống như Thiên vương tinh trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Khối lượng của nó là từ 4 đến 17 lần khối lượng của Sao Mộc.
Bây giờ chúng ta chờ đợi. Đối với Kính thiên văn James Webb
Nhận được hình ảnh của các ngoại hành tinh trẻ này là một tai nạn hạnh phúc cho máy quang phổ MUSE. Công cụ ban đầu được phát triển để nghiên cứu các thiên hà và cụm sao. Nhưng hóa ra, nó rất giỏi trong việc phát hiện các ngoại hành tinh trong quá trình hình thành. Và tai nạn đó đã giúp chuyển giả thuyết về tinh vân từ giả thuyết sang lý thuyết được chấp nhận.
Chế độ quan sát mới này được phát triển để nghiên cứu các thiên hà và cụm sao ở độ phân giải không gian cao hơn. Nhưng chế độ mới này cũng làm cho nó phù hợp với hình ảnh ngoại hành tinh, vốn không phải là trình điều khiển khoa học ban đầu cho công cụ MUSE, ông Haffert nói.
Trong tương lai, (tương lai tiếp tục bị trì hoãn), Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) sẽ thúc đẩy nghiên cứu các hành tinh trẻ hình thành trong các đĩa này. Một khi sự chờ đợi vô tận cho kính viễn vọng không gian tiên tiến đó kết thúc, sức mạnh của nó sẽ cho phép các nhà thiên văn học bằng không trong các bước sóng ánh sáng rất cụ thể được phát ra bằng cách tích tụ hydro.
Điều đó có nghĩa là các nhà khoa học sẽ có thể đo nhiệt độ của khí hydro trong đĩa, cũng như mật độ của nó. Biết cả hai điều đó sẽ giúp chúng ta thực sự hiểu được các hành tinh khí khổng lồ hình thành như thế nào.
Nhưng hiện tại, ít nhất chúng ta có hình ảnh của các hành tinh, và khi các nhà thiên văn nhìn ra thiên hà và nhìn thấy các hệ sao trẻ này, và các lỗ hổng trong các đĩa, họ có thể tin tưởng rằng thực sự có các hành tinh ở đó.
