Phát hiện kinh ngạc: Hành tinh khổng lồ quay quanh ngôi sao tí hon

Ảnh minh họa. (Nguồn: AFP)

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện một sự kết hợp bất thường trong vũ trụ khiến họ cảm thấy bối rối – một hành tinh cực kỳ lớn quay quanh một ngôi sao cực kỳ nhỏ.

Phát hiện này đi ngược lại với những hiểu biết hiện tại về cách các hành tinh hình thành.

Ngôi sao này chỉ có khối lượng bằng khoảng 1/5 khối lượng Mặt Trời. Theo các lý thuyết hàng đầu về sự hình thành hành tinh, các ngôi sao có kích thước như vậy thường chỉ có thể sở hữu các hành tinh nhỏ tương tự Trái Đất hoặc Sao Hỏa.

Tuy nhiên, hành tinh vừa được phát hiện lại lớn hơn nhiều – thực tế, có kích thước bằng với Sao Thổ, hành tinh lớn thứ hai trong Hệ Mặt Trời.

Ngôi sao này có tên TOI-6894, nằm cách Trái Đất khoảng 240 năm ánh sáng trong chòm sao Sư Tử. (Một năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong một năm – tương đương 9,5 nghìn tỷ km).

Đây là ngôi sao nhỏ nhất từng được biết đến có một hành tinh lớn quay quanh – nhỏ hơn khoảng 40% so với hai kỷ lục trước đó.

Nhà thiên văn học Edward Bryant thuộc Đại học Warwick (Anh), tác giả chính của nghiên cứu công bố ngày 4/6 trên tạp chí Nature Astronomy, cho biết: “Câu hỏi mà phát hiện này đặt ra là: Làm thế nào một ngôi sao nhỏ như vậy lại có thể có một hành tinh lớn như vậy – và chúng tôi vẫn chưa có câu trả lời.”

Các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời được gọi là ngoại hành tinh. Hành tinh quay quanh TOI-6894 là một hành tinh khí khổng lồ, tương tự như Sao Thổ và Sao Mộc trong Hệ Mặt Trời, chứ không phải là hành tinh đá như Trái Đất.

Sự ra đời của một hệ hành tinh bắt đầu từ một đám mây bụi và khí lớn – được gọi là đám mây phân tử – sụp đổ dưới tác động của trọng lực để hình thành một ngôi sao trung tâm.

Vật chất còn lại xoay quanh ngôi sao đó tạo thành một đĩa tiền hành tinh, nơi các hành tinh được hình thành. Các đám mây nhỏ hơn tạo ra các ngôi sao nhỏ hơn, và các đĩa nhỏ hơn sẽ có ít vật chất hơn để hình thành hành tinh.

Nhà khoa học về ngoại hành tinh Vincent Van Eylen của Phòng thí nghiệm Khoa học Không gian Mullard thuộc University College London, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: “Trong những đám mây bụi và khí nhỏ, rất khó để hình thành một hành tinh khổng lồ. Để làm được điều đó, bạn cần nhanh chóng tạo ra một lõi hành tinh lớn và sau đó tích lũy nhanh một lượng lớn khí bao quanh lõi đó. Nhưng thời gian để làm việc này là rất ngắn – trước khi ngôi sao bắt đầu phát sáng và đĩa tiền hành tinh biến mất nhanh chóng. Với các ngôi sao nhỏ, chúng tôi cho rằng đơn giản là không đủ vật chất để xây dựng một hành tinh lớn đủ nhanh trước khi đĩa biến mất.”

Chưa từng có hành tinh nào lớn hơn sao chủ của nó, và điều đó cũng đúng trong trường hợp này, tuy nhiên kích thước giữa chúng gần như tương đương – một điều hiếm thấy.

Trong khi đường kính của Mặt Trời lớn hơn Sao Mộc (hành tinh lớn nhất Hệ Mặt Trời) tới 10 lần, thì đường kính của TOI-6894 chỉ lớn hơn hành tinh của nó khoảng 2,5 lần.

Ngôi sao này là một sao lùn đỏ – loại sao phổ biến nhất và cũng là nhỏ nhất trong các loại sao thông thường, xuất hiện rộng khắp trong dải Ngân Hà.
Bryant nhận định: “Vì những ngôi sao này rất phổ biến, nên có thể tồn tại nhiều hành tinh khổng lồ hơn trong thiên hà của chúng ta so với những gì chúng ta từng nghĩ.”

Ngôi sao TOI-6894 có khối lượng bằng khoảng 21% khối lượng Mặt Trời và mờ hơn rất nhiều – độ sáng của Mặt Trời lớn hơn khoảng 250 lần so với nó.

Van Eylen nói thêm: “Phát hiện này cho thấy ngay cả những ngôi sao nhỏ nhất trong vũ trụ cũng có thể hình thành các hành tinh rất lớn. Điều này buộc chúng ta phải xem xét lại một số mô hình hình thành hành tinh.”

Hành tinh này nằm ở khoảng cách chỉ bằng 1/40 khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời, và hoàn thành một chu kỳ quỹ đạo trong khoảng 3 ngày. Với khoảng cách gần như vậy, hành tinh có nhiệt độ khá cao, dù vẫn không bằng các hành tinh khí khổng lồ “nóng”, gọi là “Sao Mộc nóng”, từng được phát hiện quay gần các sao lớn hơn.

Hành tinh có đường kính hơi lớn hơn Sao Thổ và nhỏ hơn Sao Mộc, nhưng lại không "đặc" bằng. Khối lượng của nó bằng khoảng 56% khối lượng của Sao Thổ, và 17% khối lượng của Sao Mộc.

Dữ liệu chính dùng để nghiên cứu hành tinh này được thu thập từ vệ tinh TESS (Vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh) của NASA và kính viễn vọng VLT đặt tại Chile của Đài quan sát Nam Âu (ESO).

Các nhà nghiên cứu kỳ vọng sẽ hiểu rõ hơn về thành phần cấu tạo của hành tinh này trong các quan sát dự kiến diễn ra trong năm tới bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb.

Bryant cho biết: “Chúng tôi dự đoán hành tinh này có một lõi lớn, bao quanh bởi lớp vỏ khí chủ yếu là hydro và heli”./.

(TTXVN/Vietnam+)