Các nhà nghiên cứu đã xác định được một sao trẻ với 4 hành tinh có kích thước của Sao Mộc và Sao Thổ chuyển động quanh nó. Đây là lần đầu tiên có nhiều hành tinh lớn như vậy được phát hiện trong một hệ sao trẻ. Hệ hành tinh này cũng lập kỷ lục mới về khoảng quỹ đạo từng được quan sát: hành tinh ngoài cùng nằm cách xa ngôi sao gấp hơn 1000 lần so với hành tinh trong cùng, việc đó gợi ra những câu hỏi đáng chú ý về cách mà một hệ như vậy hình thành.
Ngôi sao của hệ này mới chỉ 2 triệu tuổi - độ tuổi "sơ sinh" đối với thiên văn học - và được bao quanh bởi một đĩa lớn của bụi và băng. Đĩa tiền hành tinh này là nơi các hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh và những thiên thể khác của hệ hình thành.
Hệ hành tinh này đáng chú ý bởi nó có chứa Sao Mộc nóng đầu tiên từng được phát hiện quanh một sao trẻ như vậy. Sao Mộc nóng là những hành tinh lớn chuyển động quanh sao mẹ của chúng ở khoảng cách rất gần. Mặc dù các Sao Mộc nóng là loại ngoại hành tinh đầu tiên được phát hiện, sự tồn tại của chúng từ lâu vẫn gây thắc mắc cho các nhà thiên văn học bởi chúng ở quá gần sao mẹ, điều đó khiến việc hình thành của chúng khó có thể xảy ra.
Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu do Đại học Cambridge đứng đầu đã sử dụng tổ hợp kính lớn quan sát bước sóng milimet/hạ milimet Atacama (viết tắt là ALMA) để tìm kiếm những anh chị em của Sao Mộc nóng sơ sinh này. Hình ảnh thu được của họ cho thấy ba khoảng trống riêng biệt trong đĩa mà theo mô hình lý thuyết của họ thì nhiều khả năng nhất là là ba hành tinh khí khổng lồ khác chuyển động qianh sao trẻ. Kết quả này đã được công bố trên tạo chí Astrophysical Journal Letters.
Ngôi sao này có tên là CI Tau, nằm cách chúng ta khoảng 500 năm ánh sáng, thuộc một "vườn ươm" sao hoạt động mạnh của thiên hà. Bốn hành tinh của nó có sự khác biệt lớn về quỹ đạo: hành tinh gần nhất (Sao Mộc nóng nói trên) nằm ở gần sao mẹ của nó hơn so với Sao Thủy trong Hệ Mặt Trời, trong khi quỹ đạo xa nhất nằm cách ngôi sao gấp hơn ba lần khoảng cách từ Mặt Trời tới Sao Hải Vương. Hai hành tinh phía ngoài của hệ này có khối lượng xấp xỉ Sao Thổ, còn hai hành tinh phía trong có khối lượng là 1 và 10 lần khối lượng Sao Mộc.
Khám phá này đã làm dấy lên nhiều câu hỏi cho các nhà thiên văn. Khoảng 1% các sao có Sao Mộc nóng trong hệ của chúng, nhưng hầu hết các Sao Mộc nóng đã biết đều có tuổi thọ cao hơn CI Tau gấp vài trăm lần. Giáo sư Cathie Clarke tại Viện Thiên văn học Cambridge, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Hiện tại chúng ta không thể biết chính xác liệu kết cấu hành tinh đặc biệt được quan sát thấy ở CI Tau có phổ biến ở các hệ Sao Mộc nóng hay không bởi cách mà những hành tinh anh em này được phát hiện - thông qua hiệu ứng của chúng tác động lên đĩa tiền hành tinh - không làm được với những hệ già hơn nơi mà không còn đĩa tiền hành tinh."
Theo các nhà nghiên cứu, việc các hành tinh trong cùng hệ này có đóng vai trò đẩy hành tinh trong cùng vào quỹ đạo cực gần hay không và liệu có một cơ chế chung nào đó trong sự tạo thành các Sao Mộc nóng hay không vẫn còn chưa rõ ràng. Một bí ẩn xa hơn nữa là hai hành tinh phía ngoài của hệ này đã hình thành như thế nào.
"Các mô hình hình thành hành tinh có xu hướng tập trung vào sự hình thành các loại hành tinh đã được quan sát thấy, vậy nên các khám phá mới không nhất thiết phù hợp với mô hình," Clarrke nói. "Các hành tinh có khối lượng cỡ Sao Thổ được cho là hình thành bằng cách tích tụ một lõi rắn và sau đó kéo lấy một lớp khí bồi lên, nhưng những quá trình này diễn ra rất chậm khi ở xa ngoii sao. Hầu hết các mô hình đều cố gắng đặt các hành tinh khối lượng như vậy vào khoảng cách đó."
Nhiệm vụ trước mắt sẽ là nghiên cứu hệ hành tinh khó hiểu này ở nhiều bước sóng khác nhau để có thêm manh mối về các tính chất của đĩa và các hành tinh. Cùng lúc đó, ALMA - kính thiên văn đầu tiên có khả năng ghi hình các hành tinh đang hình thành - sẽ có thể mang tới những ngạc nhiên mới về những hệ khác, định hình lại bức tranh của chúng ta về cách mà các hệ hành tinh hình thành.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Hội đồng nghiên cứu châu Âu.
R.T
Theo Science Daily
