2 hành tinh quay quanh ngôi sao như một vòng quay ngựa gỗ cổ xưa
- Lý Ngọc
- •
Các nhà thiên văn học đã phát hiện rằng một hệ hành tinh từng được cho là không có hành tinh nào, thực tế lại có hai hành tinh, và chúng quay quanh ngôi sao trung tâm theo một cách độc đáo — giống như một vòng quay ngựa gỗ cổ điển. Đây là lần đầu tiên phát hiện ra một hệ như vậy, và các lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh đều không thể giải thích được cách mà hệ này được hình thành.
Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) cho biết, các nhà thiên văn học đã quan sát hệ KOI-134 hơn 10 năm trước bằng Kính viễn vọng Không gian Kepler. KOI-134 là một ngôi sao cách Trái Đất khoảng 3.500 năm ánh sáng.
Ban đầu, các nhà thiên văn học tin rằng có một hành tinh đang quay quanh KOI-134, nhưng hiện tượng quá cảnh (tức là khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao này) lại rất bất thường, khiến cho hành tinh đó bị loại bỏ khỏi dữ liệu trước khi được phân tích thêm.
Sau đó, một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Southern Queensland (Nam Queensland, Úc) dẫn đầu đã phân tích lại dữ liệu quan sát từ kính Kepler và xác nhận rằng hệ KOI-134 thực sự có hai hành tinh: KOI-134 b và KOI-134 c. Hai hành tinh này quay quanh ngôi sao theo hai mặt phẳng quỹ đạo khác nhau một cách độc đáo, trong đó thời điểm quá cảnh của một hành tinh có sự chênh lệch rõ rệt.
Họ phát hiện rằng thời gian quá cảnh của KOI-134 b có thể “sớm” hoặc “muộn” tới 20 giờ — một sự khác biệt rất đáng kể. Chính vì sự chênh lệch lớn này nên hành tinh này đã không được xác nhận trong lần quan sát đầu tiên.
Nhóm nghiên cứu giải thích rằng sự chênh lệch thời gian quá cảnh của KOI-134 b là do tương tác hấp dẫn giữa nó và hành tinh KOI-134 c. KOI-134 b là một hành tinh khí khổng lồ có kích thước tương đương sao Mộc và nằm xa ngôi sao hơn. Trong khi đó, KOI-134 c ở gần ngôi sao hơn và có kích thước nhỏ hơn sao Thổ một chút.
KOI-134 c trước đây không được quan sát thấy vì mặt phẳng quỹ đạo của nó khác với KOI-134 b, và do độ nghiêng của quỹ đạo nên nó không thể tạo ra hiện tượng quá cảnh. Mặt phẳng quỹ đạo của hai hành tinh này lệch nhau khoảng 15 độ, tức là có góc nghiêng 15 độ. Do ảnh hưởng của lực hấp dẫn lẫn nhau, mặt phẳng quỹ đạo của chúng cũng dao động qua lại theo thời gian.
Một đặc điểm thú vị khác của hệ hành tinh này là hiện tượng gọi là cộng hưởng quỹ đạo (orbital resonance). Hai hành tinh có tỷ lệ cộng hưởng là 2:1, nghĩa là khi một hành tinh hoàn thành một vòng quay quanh sao chủ, hành tinh còn lại sẽ hoàn thành hai vòng quay.
Trong trường hợp này, chu kỳ quỹ đạo của KOI-134 b là khoảng 67 ngày, còn KOI-134 c là từ 33 đến 34 ngày — chu kỳ của KOI-134 b đúng gấp đôi KOI-134 c.
Với mặt phẳng quỹ đạo nghiêng, thời điểm quá cảnh thay đổi, và hiện tượng cộng hưởng quỹ đạo, quỹ đạo chuyển động của hai hành tinh này quanh ngôi sao giống như hai con ngựa gỗ trên một vòng quay cổ điển — lúc lên lúc xuống theo nhịp điệu.
Nghiên cứu sinh tiến sĩ Emma Nabbie tại Đại học Southern Queensland, người đứng đầu nghiên cứu này, cho biết phát hiện này đã đặt ra một thách thức lớn đối với các lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh.
Bà Nabbie ví hai hành tinh như thể đang “nhảy múa trên sân khấu vũ trụ”, kết nối với nhau trong quỹ đạo có nhịp điệu — lúc rời xa, rồi từ từ tiến lại gần nhau.
“Đây là lần đầu tiên một hệ thống có tương tác hấp dẫn mạnh như vậy và quỹ đạo không thẳng hàng được quan sát thấy – nó đặt ra một vấn đề lớn đối với lý thuyết hình thành hành tinh, vì hiện tại không có lý thuyết nào có thể giải thích được cách một hệ thống như vậy có thể hình thành”, bà Nabbie nói.
Lý Ngọc
Xem thêm
