Các nhà thiên văn học đã xác nhận hành tinh trẻ nhất được biết đến, một thế giới chưa đầy 1 triệu năm tuổi vẫn được bao quanh bởi khí và bụi mà nó hình thành.
Hành tinh có tên Elias 2-24 b, được phát hiện bằng cách sử dụng các quan sát trong kho lưu trữ do NASA tài trợ. Nó vẫn quay quanh đĩa bụi của ngôi sao trẻ, mang đến cho các nhà khoa học cơ hội hiếm có để nghiên cứu sự hình thành hành tinh trong khi nó vẫn đang diễn ra.
Lucas Cieza, giáo sư tại Viện Vật lý thiên văn và Vật lý thiên văn của Viện, cho biết: “Các mô hình hình thành hành tinh của chúng tôi đã hơn 5 triệu năm tuổi để giải thích các kỷ lục trước đây về hành tinh trẻ nhất – mối liên hệ bốn chiều giữa hai hành tinh quay quanh ngôi sao PDS 70 và hai hành tinh quay quanh ngôi sao WISPIT 2”. giấy về kết quả. “Elias 2-24 b cho chúng ta thấy rằng ngay cả những mô hình tốt nhất về sự hình thành hành tinh của chúng ta vẫn bỏ lỡ một số quá trình quan trọng.”
Hành tinh trẻ nhất được biết đến đã được xác nhận
Trong một nghiên cứu được công bố vào ngày 16 tháng 9 Thư tạp chí vật lý thiên văncác nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Andrea Bernardi, một ứng cử viên tiến sĩ tại Đại học Diego Portales ở Chile, đã xem xét các quan sát lưu trữ của bảy ngôi sao trẻ.
Những ngôi sao này được quan sát bằng bản đồ tại Đài thiên văn WM Keck ở Hawaii, nơi hợp tác với NASA thông qua thỏa thuận hợp tác. Mỗi ngôi sao được bao quanh bởi một đĩa mảnh vụn chứa đầy bụi, khí và các mảnh băng và đá. Các lỗ rỗng và các cấu trúc khác trong các đĩa đó có thể là dấu hiệu của sự hình thành hành tinh.
Vòng quay chặn phần lớn ánh sáng rực rỡ của ngôi sao, giúp việc tìm kiếm các vật thể mờ nhạt hơn ở gần dễ dàng hơn. Sử dụng kỹ thuật này, các nhà thiên văn học đã tìm kiếm các hành tinh ẩn bên trong các đĩa bụi. Các hành tinh quay quanh các ngôi sao bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta được gọi là ngoại hành tinh.
Bernardi nói: “Các hành tinh phải xuất hiện bên trong khoảng trống vì họ đang chạm khắc chúng”. “Và ở đó chúng ta tìm thấy Ê-li 2-24b.”
Elias 2-24 b có kích thước tương đương Sao Mộc và quay quanh ngôi sao cách Trái đất khoảng 450 năm ánh sáng. Bởi vì hệ thống này còn quá trẻ nên việc nghiên cứu nó giúp các nhà thiên văn học biết được hệ mặt trời của chúng ta trông như thế nào cách đây hàng tỷ năm.
Ngắm nhìn hành tinh hình thành
Các ngôi sao hình thành bên trong những đám mây khí và bụi khổng lồ. Các hành tinh sau đó có thể phát triển từ vật chất còn lại xung quanh ngôi sao mới sinh, dần dần tích tụ vật chất và hình thành các con đường xuyên qua đĩa xung quanh.
Nhưng rất khó để quan sát các hành tinh trong những giai đoạn đầu này vì lớp bụi dày có thể che khuất mắt chúng.
Thay vào đó, hầu hết các ngoại hành tinh được xác nhận đã được tìm thấy bằng cách di chuyển. Hiện tượng quá cảnh xảy ra khi một hành tinh đi qua phía trước ngôi sao của nó, làm cho ánh sáng của ngôi sao đó đối với Trái đất bị suy giảm tạm thời một chút.
Khi các hành tinh vẫn còn bị chôn vùi trong bụi hoặc quỹ đạo rất xa các ngôi sao của chúng, phương pháp này trở nên khó sử dụng hơn nhiều. Kết quả là hầu hết trong số khoảng 6.000 ngoại hành tinh được xác nhận đều có tuổi đời hàng tỷ năm và quay quanh các ngôi sao của chúng tương đối gần.
Các nhà khoa học hiện đang xây dựng mô hình hình thành hành tinh bằng lý thuyết, mô phỏng máy tính và quan sát các ngôi sao trẻ được bao quanh bởi các đĩa, nơi khó phát hiện trực tiếp các hành tinh. Những khám phá như Elias 2-24 b có thể cung cấp những thử nghiệm toàn cầu quan trọng cho những mô hình này.
Cieza cho biết: “Thiên hà liên tục tạo ra các ngôi sao và hành tinh mới, vì vậy có rất nhiều ngôi sao và hành tinh mới ở mọi giai đoạn tiến hóa”. “Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể nhìn thấy toàn bộ quá trình trên lý thuyết, nhưng có một lỗ hổng lớn mà hầu hết các kính thiên văn có thể phát hiện được. Hiện tại, chúng ta hầu như mù quáng trước những hành tinh bé này.”
Bí ẩn của thập kỷ được chú ý
Xác nhận mới cũng giải quyết được câu hỏi mà các nhà thiên văn học đã tranh luận trong gần 10 năm.
Những quan sát trước đó từ ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ở Chile đã tiết lộ một khoảng trống trong đĩa bụi xung quanh ngôi sao trẻ Elias 2-24. Sau đó, Kính viễn vọng Rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu ở Chile đã phát hiện ra một điểm sáng nhỏ bên trong khe hở.
Các nhà khoa học tự hỏi liệu vật thể đó có thể là một hành tinh hay không. Vấn đề là các lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh cho rằng một hành tinh khổng lồ không nên hình thành quá nhanh, đặc biệt là ở khoảng cách quá xa so với ngôi sao của nó.
Các mô hình hiện tại cho thấy rằng sự hình thành một hành tinh có kích thước bằng Sao Mộc ở khoảng cách từ Sao Mộc đến Mặt Trời (gấp hơn 5 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời) sẽ mất khoảng 5 triệu năm. Một hành tinh khổng lồ ở xa hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn.
Tuy nhiên, vật thể mờ nhạt trong hệ Elias 2-24 cách ngôi sao của nó khoảng 55 lần so với Trái đất cách Mặt trời và đã có dấu hiệu của một hành tinh đang hình thành.
Xác nhận thông tin lưu trữ của Ilyas 2-24 b
Để điều tra sâu hơn, Bernardi và các đồng nghiệp đã tìm kiếm các kho lưu trữ của Đài thiên văn Keck, một sự hợp tác của NASA giữa Đài quan sát Keck và Viện Khoa học Ngoại hành tinh của NASA tại Caltech/IPAC.
Họ đã tìm thấy vật thể nhỏ tương tự trong các quan sát thu thập được vào năm 2018 và 2020. Bằng cách kết hợp các quan sát và theo dõi chuyển động của vật thể đó theo thời gian, nhóm nghiên cứu xác định rằng nó trông giống một hành tinh quay quanh một ngôi sao hơn là một tạo tác hình ảnh hoặc một ngôi sao nền ở xa.
Phân tích này cuối cùng xác định đối tượng là Ê-li 2-24 b.
Bernardi nói: “Chúng tôi thường nghe nói về các kính thiên văn riêng lẻ, nhưng việc xác nhận này chỉ có thể thực hiện được bằng cách sử dụng một số kính thiên văn”. “Elias 2-24 b đang ở giới hạn mà các kính thiên văn hiện tại có thể phát hiện được, nhưng với các thiết bị mới như Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace của NASA, những khám phá như vậy sẽ trở nên dễ dàng hơn.”
Roman có thể tiết lộ thêm nhiều hành tinh của trẻ em
Cuốn tiểu thuyết, ra mắt vào ngày 30 tháng 8, thậm chí còn có một vòng quay tiên tiến hơn được thiết kế để phát hiện các hành tinh khó nhìn thấy hơn bằng các kính thiên văn hiện có.
Sử dụng các kỹ thuật quan sát tương tự, Roman sẽ có thể xác định các hành tinh có quỹ đạo chặt hơn, bao gồm cả các hành tinh thực sự giống Sao Mộc hiện đang bị che khuất bởi ánh sáng chói của các ngôi sao của chúng. Để so sánh, Elijah 2-24 b có quỹ đạo cách xa ngôi sao của nó khoảng 10 lần.
Độ nhạy cao hơn này có thể giúp các nhà thiên văn khám phá thêm nhiều hành tinh trong giai đoạn đầu hình thành, lấp đầy một trong những khoảng trống quan sát lớn nhất trong khoa học ngoại hành tinh.
“Đây chỉ là sự khởi đầu của một kỷ nguyên khám phá mới”, Cieza nói. “Thật ngạc nhiên là với công nghệ hiện đại, chúng ta thực sự có thể thấy sự hình thành hành tinh đang diễn ra và Roman đang đưa việc săn tìm hành tinh lên một tầm cao mới.”
