Nghiên cứu: Phát hiện chìa khóa về nguồn gốc của hệ Mặt Trời
- Lý Ngọc
- •
Gần đây, các nhà thiên văn học đã sử dụng kính viễn vọng không gian của NASA để phát hiện ra một hệ sao trẻ gần hệ mặt trời. Phát hiện này có thể giúp chúng ta hiểu được sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh. Nó chứa hai hành tinh khí khổng lồ, một trong số đó có bầu khí quyển đầy “đám mây cát” và hành tinh còn lại có vành đai hành tinh có thể tạo ra vệ tinh.
Kể từ những năm 1990, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hơn 5.900 ngoại hành tinh, nhưng hầu hết đều khó có thể chụp ảnh trực tiếp bằng kính viễn vọng không gian. Ngoài ra, các nhà thiên văn học tin rằng việc nghiên cứu các hệ sao trẻ sẽ giúp chúng ta hiểu được sự hình thành hành tinh và nguồn gốc của hệ mặt trời, vì vậy các nhà khoa học đang tích cực tìm kiếm các hệ sao trẻ.
Lần này, Trinity College Dublin, Ireland, nơi có lịch sử hơn 400 năm, Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) của Hoa Kỳ, Đài quan sát Nam Âu (ESO) và các trường đại học và viện nghiên cứu thiên văn khác, đã sử dụng máy quang phổ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) để phát hiện ra rằng một hệ sao trẻ “YSES-1” cách Trái đất khoảng 300 năm ánh sáng có một số đặc điểm đặc biệt.
Những phát hiện mới đã được viết thành bài báo và công bố trên tạp chí Nature vào ngày 10 tháng 6.
Hệ sao YSES-1 bao gồm một ngôi sao có khối lượng tương tự như Mặt trời và hai hành tinh khí có khối lượng lớn hơn Sao Mộc nhiều lần. Các nhà khoa học ước tính hệ sao này chỉ mới 16,7 triệu năm tuổi, vì vậy họ tin rằng đây là một đối tượng quan sát và cơ hội để hiểu về quá trình hình thành hành tinh và sự tiến hóa của khí quyển trong hệ mặt trời.
Nhóm nghiên cứu quan sát thấy hệ sao “YSES-1” khác với các hệ sao khác. Các hành tinh “YSES-1b” và “YSES-1c” trong đó quay quanh ngôi sao chính ở khoảng cách xa.
Khoảng cách giữa hành tinh YSES-b và ngôi sao YSES-1 gấp khoảng 160 lần khoảng cách giữa mặt trời và trái đất, trong khi khoảng cách giữa hành tinh YSES-c và ngôi sao YSES-1 gấp khoảng 320 lần. Khoảng cách này cho phép JWST nắm bắt rõ quang phổ của nó, cung cấp dữ liệu có độ phân giải cao có giá trị để nghiên cứu bầu khí quyển và môi trường của hành tinh.
Khi họ phân tích quang phổ hành tinh của “YSES-1b” và “YSES-1c”, họ phát hiện ra rằng cả hai đều là hành tinh khí khổng lồ. Mục đích chính của việc đo quang phổ của các ngoại hành tinh này là để hiểu bầu khí quyển của chúng, vì các phân tử và hạt mây khác nhau hấp thụ các bước sóng ánh sáng khác nhau và để lại các dấu vết đặc trưng trên quang phổ.
Họ phát hiện ra rằng khối lượng của “YSES-1c” lớn hơn Sao Mộc khoảng 6 lần. Ngoài mêtan, nước, cacbon monoxit, cacbon dioxit, v.v., bầu khí quyển hành tinh của nó còn chứa đầy các đám mây silicat (đám mây cát). Các silicat này bao gồm pyroxen sắt (FeSiO₃) hoặc forsterit (Mg₂SiO₄, MgSiO₃). Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng những “đám mây cát” này có thể đang trải qua chu trình nước tương tự trên Trái Đất, chúng không chỉ có thể thăng hoa và ngưng tụ trong không khí mà thậm chí còn có thể rơi xuống dưới dạng “mưa cát”.
Họ cũng phát hiện ra rằng khối lượng của “YSES-1b” lớn hơn Sao Mộc khoảng 14 lần. Các đặc điểm của nước và carbon monoxide đã được tìm thấy trong bầu khí quyển hành tinh của nó, nhưng nhiệt độ khí quyển quá cao để hình thành các đám mây silicat. Ngoài ra, “YSES-1b” có vành đai hành tinh tương tự như Sao Mộc, rất giàu silicat. Các nhà khoa học suy đoán rằng các hạt trong vành đai của “YSES-1b” có thể đang dần hình thành các vệ tinh và các hạt này có thể đến từ các mảnh vỡ của các hành tinh trước đó.
Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này giúp hiểu được sự hình thành hành tinh và sự tiến hóa của hệ mặt trời, đồng thời cung cấp cơ hội quan sát cách hành tinh YSES-1b tạo ra vệ tinh.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang so sánh các hệ thống trẻ này với hệ mặt trời của chúng ta để hiểu cách các hành tinh trong hệ mặt trời được tạo ra và thay đổi theo thời gian. Họ cho biết chỉ có ba vành đai hành tinh tương tự được xác nhận và tất cả đều trẻ hơn nhiều so với “YSES-1b”. Do đó, các nhà khoa học đã đặt ra câu hỏi, “Làm thế nào vành đai hành tinh này duy trì được tuổi thọ lâu như vậy?”
Họ tin rằng khám phá này đã gây bất ngờ cho toàn bộ nhóm nghiên cứu và cũng cho thấy tính đa hướng của các thiên hà xung quanh hệ mặt trời, nhưng nó cũng mang đến nhiều bí ẩn và phức tạp hơn về cách các hành tinh được hình thành và tiến hóa.
“YSES-1 là hệ thống ngoại hành tinh duy nhất bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta mà chúng ta có thể chụp ảnh trực tiếp”, đồng tác giả Tiến sĩ Evert Nasedkin, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Khoa Vật lý thuộc Cao đẳng Trinity Dublin, cho biết với phòng tin tức của trường. “Những hành tinh trẻ này hình thành ở nhiệt độ rất cao và chúng ta thấy dấu hiệu của chúng trong tia hồng ngoại nhiệt”.
Tiến sĩ Nasedkin tiếp tục: “Khi chúng tôi quan sát hành tinh đồng hành nhỏ hơn và xa hơn YSES-1c, chúng tôi thấy rằng quang phổ hồng ngoại giữa của nó cho thấy các dấu hiệu đám mây silicat rõ ràng, về cơ bản được tạo thành từ các hạt giống như cát. Đây cũng là tín hiệu hấp thụ silicat mạnh nhất được quan sát cho đến nay đối với một ngoại hành tinh.”
Ông giải thích, “Chúng tôi cho rằng điều này liên quan đến độ tuổi tương đối trẻ của hành tinh. Thông thường, các hành tinh trẻ hơn có bán kính lớn hơn một chút. Vì bầu khí quyển của một hành tinh trẻ mở rộng hơn nên có thể giúp các đám mây hấp thụ nhiều ánh sáng hơn. Thông qua mô hình chi tiết, chúng tôi tiết lộ các chi tiết như thành phần hóa học của các đám mây, hình dạng và kích thước của các hạt của nó”.
Tiến sĩ Nasedkin nói thêm, “Nhìn chung, công trình này chứng minh khả năng tuyệt vời của kính viễn vọng không gian JWST trong việc chụp ảnh và mô tả bầu khí quyển của các ngoại hành tinh, cung cấp những hiểu biết độc đáo về vật lý khí quyển và quá trình hình thành của những hành tinh khổng lồ xa xôi này.”
Tiến sĩ Kielan Hoch, một thành viên của Giacconi tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, cho biết: “Nghiên cứu này được lên kế hoạch trước khi phóng kính viễn vọng không gian JWST. Vào thời điểm đó, chúng tôi cho rằng chúng tôi có thể chụp quang phổ của hai hành tinh cùng một lúc bằng máy quang phổ hồng ngoại gần (NIRSpec) trên kính viễn vọng tương lai”.
Lý Ngọc theo Epoch Times
Xem thêm
Từ khóa Mặt Trời nghiên cứu mới
