Phát hiện ra cặp “hành tinh” có kích cỡ tương đương Sao Mộc, trôi lơ lửng trong vũ trụ mà không thuộc hệ sao nào

Sử dụng Kính thiên văn Không gian James Webb, các nhà khoa học phát hiện ra những “hành tinh” trôi nổi vô định trong không gian mà không thuộc về hệ sao nào. Các chỉ số cho thấy hai thiên thể kỳ lạ di chuyển theo cặp, đồng thời khiến các nhà thiên văn học không khỏi ngỡ ngàng và không thể đưa ra lời giải thích.

Cặp thiên thể đã được đặt biệt danh Jupiter Mass Binary Objects (viết tắt JuMBO, tạm dịch là “Vật thể Kép với Khối lượng Sao Mộc”). Theo suy đoán, những thiên thể này sinh trưởng trong vùng không gian mà tại đó, độ đặc của vật chất không đủ để cấu thành một ngôi sao hoàn thiện.

Một số nhà nghiên cứu lại cho rằng đây là những hành tinh đã bị văng ra khỏi hệ sao của mình do các tác động vật lý. Theo lời giáo sư Mark McCaughrean, cố vấn khoa học cấp cao của Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA), giả thuyết về cặp hành tinh văng khỏi hệ sao đang được chấp thuận rộng rãi.

“Tương tác vật lý của khí cho rằng vật thể có khối lượng tương đương Sao Mộc không thể tự hình thành, và chúng ta đã biết một hành tinh đơn lẻ có thể từng bị văng ra khỏi hệ sao như thế nào. Nhưng làm sao để đá văng được một cặp sao? Hiện tại, chúng tôi không có câu trả lời. Đây là lĩnh vực dành cho các thuyết gia”, ông McCaughrean nhận định.

Giáo sư McCaughrean dẫn đầu nỗ lực khảo sát tinh vân Lạp Hộ, là một tinh vân phát xạ nằm trong chòm sao Lạp Hộ và cũng là khu vực sinh sao lớn nhất, gần Trái Đất nhất mà khoa học từng biết tới. Bên cạnh cụm bốn ngôi sao trung tâm có tên Trapezium, tinh vân Lạp Hộ - ký hiệu M42 - có thể được nhìn thấy bằng mắt thường cho dù cách Trái Đất khoảng 1.400 năm ánh sáng.

Sử dụng cảm biến hồng ngoại tiên tiến, các nhà thiên văn học liên tục quan sát M42 trong hơn một tuần và thu về 700 tấm hình. Chúng được tổng hợp lại để tạo thành khung cảnh về một khu vực rộng lớn, đến mức một con tàu bay với tốc độ ánh sáng sẽ mất hơn 4 năm để di chuyển ngang khoảng không được mô tả trong ảnh.

Khu vực này bao gồm hàng ngàn ngôi sao non trẻ với kích cỡ đa dạng, từ những ngôi sao nặng gấp 40 lần Mặt Trời cho tới những thiên thể chỉ bằng 0,1 lần ngôi sao của chúng ta.

Trong số đó, rất nhiều ngôi sao bị che khuất bởi những đĩa bồi tụ khổng lồ bao gồm khí và bụi. Trong đó, hoặc các ngôi sao đang hình thành, hoặc chúng đang bị xé vụn bởi bức xạ cực tím và gió thiên hà toát ra từ các ngôi sao lân cận, nhất là từ các sao nằm trong cụm Trapezium.

Tinh vân Orion chụp với bước sóng ngắn (bên trái) và bước sóng dài (bên phải).

Hình ảnh trên cho thấy cùng một tinh vân hiển thị ở hai bước sóng ánh sáng dài và ngắn. Khác biệt trong màu sắc chỉ ra những yếu tố khác nhau của tinh vân Lạp Hộ.

Trong phiên bản bước sóng dài, chúng ta thấy những cụm khí màu xanh lá, cho thấy khu vực này giàu polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), là hợp chất thường thấy trong không gian và sinh ra từ các ngôi sao.

Bên cạnh đó, những tia màu đỏ tỏa về một phía là dòng vật chất chảy ra từ Đám mây Phân tử Lạp Hộ 1, cho thấy một lượng hydro khổng lồ bị bắn ra do tác động của năng lượng sinh ra từ vụ va chạm của hai ngôi sao. Tốc độ chảy của vật chất lên tới 100km/s, cho thấy sự kiện va chạm mới chỉ diễn ra vài trăm năm trước (tính theo giờ địa phương). Đỉnh của dòng vật chất điểm chút màu xanh lá, cho thấy địa điểm này giàu chất sắt tồn tại ở dạng khí.

Trong tấm ảnh khổng lồ lớn tới 21000 × 14500 pixel rất giàu chi tiết, nhưng cặp thiên thể JuMBO đặc biệt hơn cả. Theo giáo sư Heidi Hammel, công tác trong khuôn khổ dự án kính Webb nhưng không tham gia vào nghiên cứu mới, thì sự kiện này không có tiền lệ. Các mô hình giả lập chưa từng cho thấy khả năng một cặp hành tinh văng khỏi một hệ sao.

Như giáo sư Mark McCaughrean nhận định phía trên, khi chưa thể giải thích được hiện tượng lạ, công việc sẽ phải chuyển giao cho trí tưởng tượng của các thuyết gia. Cặp thiên thể này có thể là một cặp hành tinh vận hành trái với quy tắc vật lý, hay cũng có trở thành … vật thể bay không xác định trên bầu trời Trái Đất trong tương lai.