Nghệ sĩ khái niệm về hành tinh giống như sao Mộc quay quanh một ngôi sao. Tín dụng hình ảnh: NASA Bấm để phóng to
Sử dụng Kính viễn vọng Không gian NASA Spitzer của NASA, một nhóm các nhà thiên văn học do Đại học Rochester dẫn đầu đã phát hiện ra những khoảng trống xung quanh các đĩa bụi xung quanh hai ngôi sao rất trẻ, điều đó cho thấy các hành tinh khổng lồ khí đã hình thành ở đó. Một năm trước, những nhà nghiên cứu tương tự đã tìm thấy bằng chứng về hành tinh bé bé đầu tiên trên thế giới xung quanh một ngôi sao trẻ, thách thức hầu hết các nhà vật lý thiên văn học về mô hình hành tinh khổng lồ.
Những phát hiện mới trong số ra ngày 10 tháng 9 của Tạp chí Vật lý thiên văn không chỉ củng cố ý tưởng rằng các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc hình thành nhanh hơn nhiều so với các nhà khoa học thường thấy, nhưng một trong những ngôi sao được bao bọc bằng khí, được gọi là GM Aurigae, tương tự như của chúng ta hệ mặt trời. Chỉ mới 1 triệu năm tuổi, ngôi sao đưa ra một cửa sổ độc đáo về cách thế giới của chúng ta có thể ra đời.
Dan GM Aurigae về cơ bản là một phiên bản trẻ hơn nhiều của Mặt trời của chúng ta, và khoảng trống trong đĩa của nó có kích thước tương đương với không gian bị chiếm giữ bởi các hành tinh khổng lồ của chúng ta, ông Watson Watson, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Rochester và lãnh đạo nhóm nghiên cứu Spitzer IRS Disks. Ông nhìn vào nó giống như nhìn vào những bức ảnh trẻ con về Mặt trời và hệ mặt trời bên ngoài của chúng ta, ông nói.
Kết quả đặt ra một thách thức đối với các lý thuyết hiện có về sự hình thành hành tinh khổng lồ, đặc biệt là những hành tinh xây dựng dần dần trong hàng triệu năm, theo ông Nuria Calvet, giáo sư thiên văn học tại Đại học Michigan và là tác giả chính của bài báo. Các nghiên cứu như thế này cuối cùng sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các hành tinh bên ngoài của chúng ta, cũng như các hành tinh khác trong vũ trụ hình thành.
Các hành tinh bé mới của người Hồi giáo sống trong các khoảng trống mà chúng đã quét sạch trong các đĩa xung quanh các ngôi sao DM Tauri và GM Aurigae, cách chòm sao Kim Ngưu 420 năm ánh sáng. Những đĩa này đã bị nghi ngờ trong vài năm có lỗ hổng trung tâm có thể là do sự hình thành hành tinh. Tuy nhiên, quang phổ mới không còn nghi ngờ gì nữa: Những khoảng trống quá trống rỗng và sắc nét đến nỗi sự hình thành hành tinh cho đến nay là lời giải thích hợp lý nhất cho sự xuất hiện của chúng.
Các hành tinh mới chưa thể được nhìn thấy trực tiếp, nhưng thiết bị Máy quang phổ hồng ngoại Spitzer (IRS) cho thấy rõ ràng rằng một khu vực bụi xung quanh các ngôi sao nhất định bị mất tích, cho thấy mạnh mẽ sự hiện diện của một hành tinh xung quanh mỗi hành tinh. Bụi trong một đĩa hình thành hành tinh nóng hơn ở trung tâm gần ngôi sao, và do đó tỏa ra hầu hết ánh sáng của nó ở bước sóng ngắn hơn so với vùng bên ngoài mát hơn của đĩa. Nhóm IRS Disks phát hiện ra rằng sự thiếu hụt đột ngột của ánh sáng phát ra ở tất cả các bước sóng hồng ngoại ngắn, cho thấy mạnh mẽ rằng phần trung tâm của đĩa không có. Những ngôi sao này còn rất trẻ theo tiêu chuẩn của sao, khoảng một triệu năm tuổi, vẫn được bao quanh bởi các đĩa khí phôi của chúng. Lời giải thích khả thi duy nhất cho sự vắng mặt của khí có thể xảy ra trong thời gian ngắn ngủi của ngôi sao là một hành tinh - rất có thể là một người khổng lồ khí như Sao Mộc của chúng ta đang quay quanh ngôi sao và hấp dẫn, quét ra khí ga trong khoảng cách đó ngôi sao.
Cũng như những phát hiện về hành tinh trẻ năm ngoái, những quan sát này cho thấy thách thức đối với tất cả các lý thuyết hiện có về sự hình thành hành tinh khổng lồ, đặc biệt là các mô hình tích tụ lõi cốt lõi trong đó các hành tinh như vậy được xây dựng bằng cách bồi đắp các vật thể nhỏ hơn, đòi hỏi nhiều nhiều thời gian hơn để xây dựng một hành tinh khổng lồ hơn tuổi của các hệ thống này.
Nhóm IRS Disks đã phát hiện ra một điều khác gây tò mò về GM Aurigae. Thay vì dọn sạch trung tâm đơn giản của đĩa bụi, như trong các trường hợp khác được nghiên cứu, GM Aurigae có một khoảng cách rõ ràng trong đĩa ngăn cách một đĩa bên ngoài dày đặc, bụi bặm với một bên trong khó khăn. Đây có thể là một giai đoạn trung gian khi hành tinh mới dọn sạch bụi xung quanh nó và dẫn đến sự phát quang trung tâm hoàn toàn như các đĩa hành tinh bé con khác của thành phố khác, hoặc nó có thể là kết quả của nhiều hành tinh hình thành trong một thời gian ngắn và quét ra Bụi trong một thời trang phức tạp hơn.
GM Aurigae có khối lượng gấp 1,05 lần Mặt trời của chúng ta - một cặp song sinh gần nhau - vì vậy nó sẽ phát triển thành một ngôi sao rất giống với Mặt trời. Nếu nó đã được che phủ lên Hệ Mặt Trời của chúng ta, khoảng cách phát hiện sẽ kéo dài khoảng từ quỹ đạo của sao Mộc (460 triệu dặm) vào quỹ đạo của Sao Thiên Vương (1,7 tỷ dặm). Đây là cùng một phạm vi mà các hành tinh khí khổng lồ trong hệ thống của chúng ta xuất hiện. Các hành tinh nhỏ không khí khổng lồ, các thế giới đá như Trái đất, sẽ không quét được nhiều vật chất, và do đó sẽ không thể phát hiện được nếu không có bụi.
Kính thiên văn vũ trụ Spitzer đã được phóng lên quỹ đạo vào ngày 25 tháng 8 năm 2003. Nhóm nghiên cứu của IRS Disks được dẫn dắt bởi các thành viên chế tạo Máy quang phổ hồng ngoại của Spitzer, và bao gồm các nhà thiên văn học tại Đại học Rochester, Đại học Cornell, Đại học Michigan, Quốc gia tự trị Đại học Mexico, Đại học Virginia, Cao đẳng Ithaca, Đại học Arizona và UCLA. Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA ở Pasadena, California, quản lý sứ mệnh của Kính viễn vọng không gian Spitzer cho Ban giám đốc sứ mệnh khoa học của NASA, tại Washington. Hoạt động khoa học được tiến hành tại Trung tâm Khoa học Spitzer thuộc Viện Công nghệ California, cũng ở Pasadena.
