Nhờ nhiệm vụ Kepler và những nỗ lực khác để tìm ra ngoại hành tinh, chúng tôi đã học được rất nhiều về dân số ngoại hành tinh. Chúng ta biết rằng chúng ta có thể tìm thấy các siêu hành tinh siêu Trái đất và sao Hải Vương quay quanh các ngôi sao có khối lượng thấp, trong khi các hành tinh lớn hơn được tìm thấy xung quanh các ngôi sao lớn hơn. Điều này phù hợp với lý thuyết bồi tụ cốt lõi của sự hình thành hành tinh.
Nhưng không phải tất cả các quan sát của chúng tôi tuân thủ lý thuyết đó. Việc phát hiện ra một hành tinh giống như sao Mộc quay quanh một sao lùn nhỏ màu đỏ có nghĩa là sự hiểu biết của chúng ta về sự hình thành hành tinh có thể không rõ ràng như chúng ta nghĩ. Một lý thuyết thứ hai về sự hình thành hành tinh, được gọi là lý thuyết bất ổn đĩa, có thể giải thích khám phá đáng ngạc nhiên này.
Ngôi sao lùn đỏ có tên là GJ 3512 và nó cách chúng ta khoảng 31 năm ánh sáng ở Ursa Major. GJ 3512 gấp 0,12 lần khối lượng Mặt trời của chúng ta và hành tinh GJ 3512b, gấp 0,46 lần khối lượng của Sao Mộc, tối thiểu. Điều đó có nghĩa là ngôi sao chỉ nặng hơn khoảng 250 lần so với hành tinh. Không chỉ vậy, mà nó chỉ cách ngôi sao khoảng 0,3 AU.
So sánh với Hệ mặt trời của chúng ta, nơi Mặt trời nặng hơn 1000 lần so với hành tinh lớn nhất, Sao Mộc. Những con số đó không phải là cộng dồn khi nói đến lý thuyết bồi đắp lõi.
Lý thuyết bồi tụ cốt lõi là lý thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất cho sự hình thành hành tinh. Sự bồi tụ lõi xảy ra khi các hạt rắn nhỏ va chạm và đông lại để tạo thành các vật thể lớn hơn. Trong thời gian dài, mà xây dựng các hành tinh. Có một giới hạn cho cách nó hoạt động mặc dù.
Khi một lõi rắn có kích thước gấp khoảng 10-20 lần kích thước Trái đất hình thành, nó có thể đủ lớn để tích tụ khí, tạo thành một phong bì hoặc khí quyển xung quanh lõi rắn. Một điều quan trọng là sự bồi đắp lõi hoạt động khác nhau tùy thuộc vào khoảng cách từ ngôi sao.
Trong một hệ mặt trời bên trong, ngôi sao đã chiếm phần lớn vật chất có sẵn và các hành tinh nhỏ hơn hình thành, giống như Trái đất. Trái đất có một bầu không khí tương đối nhỏ, quá. Trong một hệ mặt trời bên ngoài, vượt ra ngoài cái gọi là dòng sương, còn có nhiều vật chất hơn từ các hành tinh để hình thành, mặc dù vật chất này ít đậm đặc hơn. Đó là cách mà chúng ta kết thúc với những người khổng lồ khí với bầu khí quyển khổng lồ trong Hệ mặt trời bên ngoài.
Nhưng trong trường hợp của GJ 3512, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một số mâu thuẫn với lời giải thích bồi đắp cốt lõi. Trước hết, lý do các ngôi sao có khối lượng thấp là vì toàn bộ đĩa mà chúng tạo thành có ít vật liệu hơn. Những ngôi sao như GJ 3512 chỉ đơn giản là hết nguyên liệu trước khi chúng có thể trở nên rất lớn. Với cùng một mã thông báo, có ít vật liệu còn lại trong đĩa tiền hành tinh để tạo thành các hành tinh lớn.
Trong bài báo của mình, họ nói rằng sự hình thành của một người khổng lồ khí <GJ 3512b> theo cách này đòi hỏi phải xây dựng một lõi hành tinh lớn với ít nhất 5 khối lượng Trái đất. Họ nói rằng điều đó không thể xảy ra xung quanh một ngôi sao có khối lượng thấp như vậy.
Hệ thống sao mới này dường như loại trừ lý thuyết bồi tụ cốt lõi như một lời giải thích. Hành tinh Lốc quá lớn so với ngôi sao. Nhưng có một lý thuyết khác gọi là lý thuyết không ổn định đĩa.
Khi một ngôi sao trẻ được sinh ra trong phản ứng tổng hợp, nó được bao quanh bởi một đĩa vật chất hình thành hành tinh xoay tròn mà còn sót lại từ sự hình thành của ngôi sao. Các hành tinh hình thành từ vật liệu đó. Lý thuyết không ổn định đĩa nói rằng đĩa quay của vật liệu có thể làm mát nhanh chóng. Việc làm lạnh nhanh chóng đó có thể khiến vật liệu đông lại thành các khối kích thước hành tinh, có thể sụp đổ dưới trọng lực của chính chúng để tạo thành những người khổng lồ khí, bỏ qua quá trình bồi tụ lõi.
Mặc dù việc bồi đắp lõi sẽ mất nhiều thời gian, sự mất ổn định của đĩa có thể tạo ra các hành tinh lớn trong thời gian ngắn hơn nhiều. Điều đó có thể giải thích việc tìm thấy các hành tinh lớn rất gần với các ngôi sao nhỏ, như trong trường hợp GJ 3512.
Các nhà khoa học đằng sau công trình này cũng tìm thấy những điều kỳ lạ khác trong hệ thống này. Họ nói rằng có thể có một hành tinh thứ ba trong hệ thống cũng là một người khổng lồ khí đốt ảnh hưởng đến GJ 3512b, gây ra quỹ đạo kéo dài của nó. Sự hiện diện của hành tinh này được suy ra thông qua quỹ đạo bất thường của GJ 3512b, và đã không được quan sát. Nhóm nghiên cứu đằng sau nghiên cứu nói rằng hành tinh thứ hai có khả năng bị đẩy ra khỏi hệ thống và hiện là một hành tinh bất hảo.
Nó sẽ mất nhiều nghiên cứu hơn, với các công cụ mạnh hơn, để hiểu hệ thống này tốt hơn. Theo các tác giả, nó có một cơ hội tuyệt vời để tinh chỉnh các lý thuyết của chúng ta về sự hình thành hành tinh. Như họ nói trong kết luận của bài báo, về hệ thống rất hứa hẹn vì nó có thể được mô tả đầy đủ và do đó tiếp tục đặt ra những hạn chế nghiêm ngặt đối với quá trình bồi tụ và di chuyển, cũng như hiệu quả của sự hình thành hành tinh trong các đĩa tiền đạo và đĩa tỷ lệ khối lượng -to-star.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế trong CARMENES (Calar Alto tìm kiếm độ phân giải cao cho các sao lùn M với Exoearths với các máy quang phổ Echelle cận hồng ngoại và quang học) đã thực hiện công việc này. Hiệp hội đó tìm kiếm các sao lùn đỏ, loại sao phổ biến nhất trong thiên hà, với hy vọng tìm thấy các hành tinh có khối lượng thấp trong khu vực có thể ở được của họ. CARMENES không chỉ tạo ra một bộ dữ liệu để hiểu các ngôi sao lùn đỏ, mà bằng cách tìm các hành tinh có kích thước Trái đất, nó sẽ cung cấp một bộ mục tiêu tiếp theo phong phú cho nghiên cứu trong tương lai.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Ngoại hành tinh khổng lồ xung quanh ngôi sao nhỏ thách thức sự hiểu biết về cách các hành tinh hình thành
- Tài liệu nghiên cứu: Một ngoại hành tinh khổng lồ quay quanh một ngôi sao có khối lượng rất thấp thách thức các mô hình hình thành hành tinh
- PlanetHunters.org: Chúng ta thực sự hiểu gì về sự hình thành hành tinh?
- Tài liệu nghiên cứu: SCENariOS FORMATION FORMATION REVISTIED: CORE-ACCRETION VERSUS DISK INSTABILITY
- CHĂM SÓC
