Hai trong số các Đài quan sát vĩ đại của NASA, Kính viễn vọng Không gian Spitzer và Kính viễn vọng Không gian Hubble, đã cung cấp cho các nhà thiên văn một cái nhìn chưa từng thấy về các mảnh vỡ hành tinh bụi xung quanh các ngôi sao có kích thước bằng mặt trời của chúng ta.
Spitzer đã phát hiện lần đầu tiên những chiếc đĩa bụi xung quanh những ngôi sao trưởng thành, giống như mặt trời được biết là có các hành tinh. Hubble đã chụp được hình ảnh chi tiết nhất từng có của một đĩa sáng hơn bao quanh một ngôi sao giống như mặt trời trẻ hơn nhiều. Những phát hiện này đưa ra những bức ảnh chụp nhanh của Nhật Bản về quá trình mà hệ mặt trời của chúng ta phát triển, từ sự khởi đầu đầy bụi bặm và hỗn loạn của nó đến trạng thái ổn định hơn ngày nay.
Các ngôi sao trẻ có những hồ chứa vật liệu xây dựng hành tinh khổng lồ, trong khi những ngôi sao cũ chỉ còn lại đống gạch vụn. Hubble nhìn thấy các hồ chứa và Spitzer, đống đổ nát, Giáo sư Charles Beichman thuộc Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA (JPL), Pasadena, Calif. Ông là tác giả chính của nghiên cứu Spitzer. Điều này cho thấy hai kính thiên văn bổ sung cho nhau như thế nào, anh ấy nói thêm.
Ngôi sao trẻ được Hubble quan sát là từ 50 đến 250 triệu năm. Điều này đủ già để về mặt lý thuyết có các hành tinh khí, nhưng đủ trẻ để các hành tinh đá như Trái đất có thể vẫn đang hình thành. Sáu ngôi sao lớn tuổi được Spitzer nghiên cứu trung bình 4 tỷ năm tuổi, gần bằng tuổi mặt trời. Chúng được biết là có các hành tinh khí, và các hành tinh đá cũng có thể có mặt. Trước khi phát hiện, các mảnh vụn của hành tinh, hay đĩa mảnh vụn, những ngôi sao xung quanh kích thước của mặt trời hiếm khi được quan sát, bởi vì chúng mờ hơn và khó nhìn hơn so với những ngôi sao xung quanh.
Hình ảnh của Hubble mới cho chúng ta cái nhìn rõ nhất từ trước đến nay về ánh sáng phản chiếu từ một đĩa xung quanh một ngôi sao có khối lượng mặt trời, chuyên gia nghiên cứu của Hubble, Tiến sĩ David Ardila thuộc Đại học Johns Hopkins, Baltimore. Về cơ bản, nó cho thấy một trong những quá khứ có thể có của hệ mặt trời của chúng ta, ông nói.
Các mảnh vụn xung quanh các ngôi sao cũ có cùng kích thước và tuổi với mặt trời của chúng ta, bao gồm cả những hành tinh được biết đến, thậm chí còn khó phát hiện hơn. Những chiếc đĩa này mỏng hơn 10 đến 100 lần so với những chiếc đĩa xung quanh các ngôi sao trẻ. Các máy dò hồng ngoại có độ nhạy cao của Spitzer Lần đầu tiên có thể cảm nhận được ánh sáng ấm áp của chúng.
Tiết kiệm Spitzer đã thiết lập liên kết trực tiếp đầu tiên giữa các hành tinh và đĩa, theo Be Bemanman. Bây giờ, chúng ta có thể nghiên cứu mối quan hệ giữa hai người. Những nghiên cứu này sẽ giúp các sứ mệnh săn tìm hành tinh trong tương lai, bao gồm Công cụ tìm kiếm hành tinh trên mặt đất của NASA và Nhiệm vụ giao thoa không gian, dự đoán những ngôi sao nào có hành tinh. Tìm kiếm và nghiên cứu các hành tinh xung quanh các ngôi sao khác là mục tiêu chính của sứ mệnh thám hiểm NASA NASA.
Các hành tinh đá phát sinh từ những đám mây bụi lớn bao trùm các ngôi sao trẻ. Các hạt bụi va chạm và dính vào nhau, cho đến khi một hành tinh cuối cùng hình thành. Đôi khi các cơ thể tích lũy sụp đổ với nhau và vỡ tan. Các mảnh vỡ từ những vụ va chạm này tập hợp thành những chiếc đĩa hình bánh rán khổng lồ, trung tâm của chúng có thể được khắc lên bởi các hành tinh quay quanh. Theo thời gian, các đĩa mờ dần và một mảnh vụn nhỏ hơn, ổn định, như Vành đai Kuiper chứa đầy sao chổi trong hệ mặt trời của chúng ta, là tất cả những gì còn lại.
Đĩa vụn được chụp bởi Hubble bao quanh ngôi sao giống như mặt trời có tên HD 107146, nằm cách xa 88 năm ánh sáng. John Krist, một nhà thiên văn học JPL, cũng đã sử dụng Hubble để chụp một đĩa khác xung quanh một ngôi sao nhỏ hơn, một sao lùn đỏ tên là AU microscopii, nằm cách xa 32 năm ánh sáng và chỉ 12 triệu năm tuổi. Chế độ xem Hubble cho thấy một khoảng trống trong đĩa, nơi các hành tinh có thể đã quét bụi và dọn sạch một con đường. Đĩa xung quanh HD 107146 cũng có một khoảng cách bên trong.
Beichman và các đồng nghiệp của ông tại JPL và Đại học Arizona, Tucson, đã sử dụng Spitzer để quét 26 ngôi sao giống như mặt trời cũ hơn với các hành tinh đã biết và tìm thấy sáu chiếc đĩa mảnh vụn giống như Vành đai Kuiper. Các ngôi sao nằm trong khoảng từ 50 đến 160 năm ánh sáng. Đĩa của họ mờ hơn khoảng 100 lần so với đĩa được chụp gần đây bởi Hubble và sáng hơn khoảng 100 lần so với đĩa mảnh vụn xung quanh mặt trời. Những đĩa này cũng bị thủng bởi các lỗ ở trung tâm của chúng.
Cả hai hình ảnh Hubble được chụp bằng máy ảnh tiên tiến để khảo sát. Chúng sẽ được công bố trên Tạp chí Thiên văn và Tạp chí Vật lý Thiên văn. Các quan sát của Spitzer là từ máy quang kế hình ảnh đa dải và sẽ xuất hiện trên Tạp chí Vật lý học.
Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) được điều hành bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học, Inc. (AURA), cho NASA, theo hợp đồng với Trung tâm bay không gian Goddard, Greenbelt, MD. Kính thiên văn vũ trụ Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và Cơ quan vũ trụ châu Âu (ESA).
Nguồn gốc: Tin tức Hubble