CHÍNH THỨC: Lần đầu tiên chụp được tấm ảnh trực tiếp cho thấy cảnh một hành tinh đang được hình thành

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học chụp được hình ảnh một hành tinh "non" đang được hình thành: nó đi thành một đường xuyên qua đám bụi Vũ trụ đang bao lấy ngôi sao gần đó – một ngôi sao lùn cách chúng ta 370 năm ánh sáng.

Ngôi sao này có tên PDS 70, các nhà khoa học đã từ lâu nghi ngờ về sự tồn tại của các hành tinh quay quanh ngôi sao này. Họ đặt tên cho hành tinh mới chào đời này là PDS 70b. Cho dù chúng ta đã có những mô hình cụ thể và dựa trên những lập luận vững chắc về cách hình thành một hành tinh, ta vẫn chưa có một bằng chứng chứng minh cụ thể.

Ta biết là khi một ngôi sao một hình thành, sẽ có một dải bụi dài bay theo quỹ đạo quanh ngôi sao ấy. Các nhà khoa học gọi đó là "protoplanetary disc", tạm dịch là đĩa nguyên hành tinh. Nó là một đường vòng gồm bụi và khí gas quanh đường xích đạo của ngôi sao. Nhưng khi mà những hạt vật chất này va chạm với nhau, tính hấp dẫn của chúng sẽ tăng lên, chúng sẽ gộp dần lại và biến thành một hành tinh.

Ví dụ về một protoplanetary disc.

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra nhiều đĩa bụi Vũ trụ có thể hình thành nên các hành tinh, nhưng việc chụp lại khoảnh khắc này vẫn còn cực kì khó khăn. Lý do chính là vì hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời ở quá xa, kính thiên văn quang học không thể nhìn rõ được chúng, nhất là khi ánh sáng từ đó đi tới Trái Đất sẽ bị phản chiếu bởi ánh sáng từ chính ngôi sao trung tâm (tương tự, đây cũng là lý do tại sao ta không thấy sao trên trời vào buổi sáng).

Năm 2012, ta phát hiện ra một đĩa nguyên hành tinh tại xích đạo của PDS 70. Nhờ khám phá này, Viện Thiên văn Max Planck MPIA và Đài Quan sát Nam Âu ESO đã tập trung vào đây để kiếm tìm một hành tinh non.

"Những cái đĩa vũ trụ bao quanh các ngôi sao trẻ sẽ là nơi sinh ra các hành tinh, nhưng trước đây, ta chỉ có một vài quan sát cho thấy những hành tinh non có thể được hình thành", nhà khoa học Miriam Keppler từ MPIA cho hay.

PDS 70 có vài yếu tố để trở thành một điểm tìm kiếm đáng theo dõi. Đĩa nguyên hành tinh của nó rất lớn, bán kính rơi vào khoảng 130 đơn vị vũ trụ (astronomical unit – au, khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời, khoảng 149.597.871 km).

Ngôi sao này là một sao lùn cam, khối lượng nhỏ hơn Mặt Trời và không quá sáng, rất thích hợp để theo dõi. Tuy nhiên, vẫn cần một số tấm lọc đặc biệt để bỏ đi những bước sóng ánh sáng đặc trưng, nhằm đưa về một hình ảnh rõ ràng hơn.

Đó là chuyên môn của hệ thống tìm kiếm hành tinh SPHERE, một phần của Kính viễn vọng Rất Lớn thuộc ESO. Sử dụng tấm lọc hào quang và lọc phân cực, đội ngũ phát hiện ra một hành tinh rất lớn đang nằm trong đĩa nguyên hành tinh của PDS 70, đồng nghĩa với việc hành tinh này nhiều khả năng vẫn đang thu thập vật chất để trở nên lớn hơn.

Một phần hệ thống SPHERE.

Một phần hệ thống SPHERE.

Dựa vào quang phổ của hành tinh này, các nhà khoa học tiến hành phân tích thêm và có thể đưa ra khẳng định cuối cùng.

Khối lượng của hành tinh khổng lồ này gấp vào lần Sao Mộc – hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời, quỹ đạo của nó quanh sao PDS 70 là khoảng 22 au, xa hơn khoảng cách Sao Thiên Vương với Mặt Trời đôi chút. Để quay hết một vòng quanh ngôi sao trung tâm của mình, nó phải mất 120 năm Trái Đất. Nhiệt độ bề mặt của PDS 70b là 1.200 Kelvin, cao hơn bất cứ hành tinh nào trong Hệ Mặt Trời (nóng nhất là Sao Kim với 737 Kelvin).

PDS 70b còn bị bao phủ bởi một lớp bụi dày, thay đổi bức xạ phát ra từ lõi hành tinh. Ngôi sao này dù không phải là một ứng cử viên hình thành sự sống, nhưng hành tinh này là bằng chứng đầu tiên về quá trình ra đời của một ngôi sao. Một khám phá quan trọng trong ngành thiên văn học.

"Kết quả nghiên cứu cho chúng tôi một góc nhìn mới vào thời kì đầu của việc hình thành nên một hành tinh, một quá trình phức tạp mà ta chưa biết gì nhiều về nó", nhà thiên văn André Müller từ MPIA nói.

"Ta cần quan sát kĩ hơn đĩa nguyên hành tinh của một ngôi sao để thực sự hiểu được quá trình một hành tinh hình thành".

Nghiên cứu đã được đăng tải trên Astronomy & Astrophysics, tại đây và tại đây.

Tham khảo ScienceAlert