Các nhà thiên văn học đã lập danh mục gần 4.000
ngoại hành tinh trên quỹ đạo xung quanh các ngôi sao xa xôi. Mặc dù việc phát
hiện ra những thế giới mới này đã dạy chúng ta nhiều điều, nhưng vẫn còn rất
nhiều điều chúng ta chưa biết về sự ra đời của các hành tinh và các công thức vũ
trụ chính xác sinh ra một loạt hành tinh mà chúng ta đã phát hiện ra.
Để giúp trả lời những câu hỏi này và những câu hỏi
hấp dẫn khác, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế và UNLV đã thực hiện cuộc
khảo sát mẫu lớn, độ phân giải cao đầu tiên về các đĩa hình thành hành tinh,
vành đai bụi và khí xung quanh các ngôi sao trẻ.
Sử dụng kính viễn vọng Atacama Large Millimét (ALMA)
mạnh mẽ, các nhà nghiên cứu đã tạo ra hình ảnh tuyệt đẹp, độ phân giải cao của
20 đĩa tiền đạo gần đó và cung cấp cho các nhà thiên văn những hiểu biết mới về
sự đa dạng của chúng và tốc độ mà các hành tinh có thể xuất hiện.
Kết quả của cuộc khảo sát này sẽ xuất hiện trong một
vấn đề trọng tâm đặc biệt của Tạp chí Vật lý thiên văn (ApJL).
Một trong số các phát hiện là trong các phần khác
của Dải Ngân hà của chúng ta có khả năng có một số lượng lớn các hành tinh trẻ -
tương tự khối lượng tới sao Hải Vương hoặc sao Mộc - ở quỹ đạo rộng mà các kỹ
thuật tìm kiếm hành tinh hiện tại khác không thể phát hiện được.
"Điều này ngụ ý rằng nhiều hệ thống ngoài hệ mặt
trời có thể giống với hệ mặt trời của chúng ta theo nghĩa là chúng cũng có Sao
Thiên Vương và Sao Hải Vương ở đĩa ngoài", Zhu nói. "Nói cách khác, hệ mặt trời
của chúng ta có thể chỉ là một hệ hành tinh thông thường trong Dải Ngân hà của
chúng ta."
Hiểu nguồn gốc của chúng ta
Hiểu cách Trái đất được hình thành 4 tỷ năm trước
trong hệ mặt trời của chúng ta rất khó vì hệ mặt trời của chúng ta đã hoàn thành
quá trình hình thành hành tinh từ lâu.
Trái lại, chúng ta có thể quan sát các ngôi sao trẻ
ở các khu vực khác của Dải Ngân hà nơi các ngôi sao trẻ và các hành tinh trẻ
hiện đang được lắp ráp. Vì những ngôi sao trẻ này ở rất xa chúng ta, chúng ta
cần những kính viễn vọng mạnh mẽ, như ALMA, để nghiên cứu các hệ thống này.
"Hiểu sự hình thành hành tinh có liên quan đến việc
hiểu nguồn gốc của chúng ta", Zhu nói.
Khi các ngôi sao còn trẻ, chúng được bao quanh bởi
một đĩa phẳng làm bằng khí và bụi. Những đĩa này, được gọi là đĩa bảo vệ, là nơi
các hành tinh trẻ được sinh ra (đó cũng là lý do tại sao các hành tinh trong hệ
mặt trời của chúng ta là coplanar, nằm trong một mặt phẳng chung quanh mặt trời
của chúng ta).
Zhu so sánh việc tìm kiếm các hành tinh trẻ trong
đĩa này với việc tìm thấy một viên sỏi trong ao nước.
"Đó là một thách thức rất lớn", ông nói. "Nhưng, khi
chúng ta thả hòn sỏi xuống ao, nó sẽ dẫn đến những gợn sóng trong ao, có thể
nhìn thấy rõ hơn. Tương tự, khi các hành tinh trẻ có mặt trong ao nước của nó (đĩa
tiền đạo), nó cũng sẽ kích thích sóng. Hành tinh này đủ lớn, những sóng này trở
thành sóng thần và gây ra thiệt hại cho đĩa, tạo thành một khoảng trống dọc theo
quỹ đạo của hành tinh trong đĩa. "
ALMA có thể phát hiện những gợn sóng nhỏ và khoảng
trống trong các đĩa tiền điện tử.
Zhang và Zhu đã thực hiện một bộ mô phỏng số lớn để
nghiên cứu sự tương tác giữa hành tinh và đĩa. Zhang đã phân tích 540 hình ảnh
từ các mô phỏng để tìm ra mối tương quan giữa chiều rộng của khoảng cách và khối
hành tinh và áp dụng các mối quan hệ này vào các quan sát để hạn chế các thuộc
tính của các hành tinh tiềm năng trong các đĩa này.
Thanh Vân (Eurekalert)