Hành tinh lớn hay bạn lùn nâu đồng hành? Sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble và Đài thiên văn Gemini, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một vật thể bất thường quay quanh một sao lùn nâu, và khám phá của nó có thể thúc đẩy cuộc tranh luận thêm về chính xác cấu thành một hành tinh. Các vòng tròn đối tượng một ngôi sao lùn nâu lân cận trong khu vực hình thành sao Taurus với một quỹ đạo khoảng 3,6 tỷ km (2,25 tỷ dặm) ra ngoài, về giống như Saturn từ ánh nắng mặt trời của chúng ta. Các nhà thiên văn học cho rằng nó có kích thước phù hợp với một hành tinh, nhưng họ tin rằng vật thể hình thành trong chưa đầy 1 triệu năm - tuổi xấp xỉ của sao lùn nâu - và nhanh hơn nhiều so với thời gian dự đoán để chế tạo các hành tinh theo các lý thuyết thông thường.
Kamen Todorov thuộc Đại học bang Pennsylvania và nhóm của ông đã thực hiện một cuộc khảo sát với 32 sao lùn nâu trẻ ở vùng Kim Ngưu.
Vật thể quay quanh sao lùn nâu 2M J044144 và có khối lượng gấp khoảng 5-10 lần sao Mộc. Sao lùn nâu là những vật thể thường có khối lượng gấp hàng chục lần Sao Mộc và quá nhỏ để duy trì phản ứng tổng hợp hạt nhân tỏa sáng như các ngôi sao.
Mặc dù đã có rất nhiều cuộc thảo luận trong bối cảnh cuộc tranh luận của Sao Diêm Vương về việc một vật thể nhỏ có thể như thế nào và vẫn được gọi là một hành tinh, nhưng quan sát mới này giải quyết câu hỏi ở đầu kia của phổ kích thước: Vật thể có thể nhỏ đến mức nào và vẫn là một sao lùn nâu chứ không phải là một hành tinh? Người bạn đồng hành mới này nằm trong phạm vi khối lượng được quan sát cho các hành tinh xung quanh các ngôi sao, nhưng một lần nữa, các nhà thiên văn học lại chắc chắn nếu đó là một hành tinh hoặc một ngôi sao lùn nâu đồng hành.
Câu trả lời được kết nối mạnh mẽ với cơ chế mà người bạn đồng hành rất có thể hình thành.
Bản phát hành mới của Hubble cung cấp ba kịch bản có thể có về cách đối tượng có thể đã hình thành:
Bụi trong một đĩa hoàn cảnh từ từ kết tụ lại để tạo thành một hành tinh đá lớn gấp 10 lần Trái đất, sau đó tích tụ một lớp khí lớn; một khối khí trong đĩa nhanh chóng sụp đổ để tạo thành một vật thể có kích thước của một hành tinh khổng lồ khí; hoặc, thay vì hình thành trong một đĩa, một người bạn đồng hành hình thành trực tiếp từ sự sụp đổ của đám mây khí và bụi khổng lồ theo cách tương tự như một ngôi sao (hoặc sao lùn nâu).
Nếu kịch bản cuối cùng là chính xác, thì phát hiện này chứng minh rằng các vật thể có khối lượng hành tinh có thể được tạo ra thông qua cùng một cơ chế xây dựng các ngôi sao. Đây là giải pháp có khả năng vì người bạn đồng hành còn quá trẻ để hình thành bởi kịch bản đầu tiên, rất chậm. Cơ chế thứ hai xảy ra nhanh chóng, nhưng đĩa xung quanh sao lùn nâu trung tâm có lẽ không chứa đủ vật liệu để tạo ra một vật thể có khối lượng 5-10 Jupiter.
Ý nghĩa thú vị nhất của kết quả này là nó cho thấy quá trình tạo ra các ngôi sao nhị phân kéo dài đến tận khối lượng hành tinh. Vì vậy, có vẻ như thiên nhiên có thể tạo ra những người bạn đồng hành khối lượng hành tinh thông qua hai cơ chế rất khác nhau, Kevin cho biết thành viên nhóm Kevin Luhman thuộc Trung tâm Exoplanets và Habitable Worlds tại Đại học bang Pennsylvania.
Nếu người bạn đồng hành bí ẩn hình thành qua sự sụp đổ và phân mảnh của đám mây, như các hệ thống nhị phân sao, thì đó không phải là một hành tinh theo định nghĩa vì các hành tinh tích tụ bên trong các đĩa.
Khối lượng của người bạn đồng hành được ước tính bằng cách so sánh độ sáng của nó với độ chói được dự đoán bởi các mô hình tiến hóa lý thuyết cho các vật thể ở các khối lượng khác nhau trong vòng 1 triệu năm.
Bằng chứng hỗ trợ thêm đến từ sự hiện diện của một hệ thống nhị phân rất gần có chứa một ngôi sao nhỏ màu đỏ và sao lùn nâu. Luhman nghĩ rằng tất cả bốn vật thể có thể đã hình thành trong cùng một đám mây sụp đổ, khiến thực tế điều này trở thành một hệ thống tăng gấp bốn lần.
Cấu hình gần giống với các hệ sao bốn cực, cho thấy rằng tất cả các thành phần của nó được hình thành giống như các ngôi sao, ông nói.
Nghiên cứu của nhóm nghiên cứu đang được công bố trong số phát hành sắp tới của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Nhóm nghiên cứu giấy tờ: Khám phá về một người bạn đồng hành hành tinh đến hành tinh lùn nâu ở Kim Ngưu
Nguồn: HubbleSite
