Kể từ khi ngoại hành tinh đầu tiên được phát hiện vào năm 1995, tới nay đã có gần 4.000 hành tinh được tìm thấy ở quanh các sao gần chúng ta. Việc này cho phép chúng ta nghiên cứu một lượng lớn các chủng loại của các hệ hành tinh này.
Sự phát triển của các hành tinh quanh các sao khác có thể chịu chi phối của hai hiện tượng chính: sự bay hơi của các lớp trên của hành tinh do bức xạ tia X và tử ngoại từ ngôi sao trung tâm, và va chạm với các thiên thể cỡ hành tinh khác.
Hiệu ứng thứ nhất đã được quan sát nhiều lần ở các hệ ngoại hành tinh, nhưng tới nay chưa có bất cứ bằng chứng nào về các va chạm lớn, cho tới khi có một phát hiện mới đây ở hệ Kepler 107.
Ngôi sao trung tâm của hệ - có tên là Kepler 107 - lớn hơn Mặt Trời một chút và có 4 hành tinh chuyển động quanh nó. Hai hành tinh trong cùng trong số đó đã thu hút sự chú ý của các nhà vật lý thiên văn. Sử dụng dữ liệu từ vệ tinh Kepler của NASA và kính thiên văn quốc gia Galileo (TNG) của Đài quan sát Roque de los Muchachos ở quần đảo Canary (Tây Ban Nha), nhóm nghiên cứu đã xác định các thông số của ngôi sao cũng như đo được bán kính và khối lượng của các hành tinh này. Mặc dù hai hành tinh trong cùng có bán kính tương đương nhau nhưng khối lượng của chúng lại rất khác nhau. Hành tinh thứ hai đặc gấp 3 lần hành tinh thứ nhất.
Mật độ của hành tinh thứ hai này - có tên là Kepler 107c - gấp hơn hai lần so với mật độ của Trái Đất. Mật độ khác thường này của một hành tinh đã gây tò mò cho các nhà nghiên cứu, gợi ý rằng lõi kim loại của nó - phần đặc nhất - là rất lớn đối với một hành tinh.
Việc này sẽ được coi là bình thường nếu như không có dự đoán rằng sự bay hơi do bức xạ của ngôi sao trung tâm sẽ khiến hành tinh đặc nhất trong hệ cần là hành tinh ở gần ngôi sao nhất. Để giải thích việc hành tinh gần nhất lại có mật độ thấp hơn nhiều như vậy, các nhà khoa học cho rằng Kepler 107c đã được tạo thành qua một va chạm lớn. Va chạm này đã thổi bay những lớp ngoài của nó và ở phần còn lại, cái lõi ở trung tâm chiếm tỷ lệ lớn hơn trước. Sau nhiều kiểm tra trên các mô phỏng, có vẻ như giả thuyết này là nhiều khả năng chính xác nhất.
Nghiên cứu này sẽ cho phép chúng ta hiểu hơn về sự hình thành và tiến hóa của các ngoại hành tinh. Đặc biệt, nó nhấn mạnh tầm quan trọng của mối liên hệ giữa vật lý sao và nghiên cứu ngoại hành tinh.
Một trong các tác giả của nghiên cứu là Savita Mathur ở Viện vật lý thiên văn Canary (IAC) cho biết: "Chúng tôi cần biết về ngôi sao để hiểu hơn về các hành tinh chuyển động quanh nó. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thực hiện phân tích địa chấn để ước tính các thông số của ngôi sao. Địa chấn thiên văn đóng một vai trò cốt yếu trong việc nghiên cứu các ngoại hành tinh, vì nó đã cho thấy đây là một trong những phương pháp tốt nhất để xác định chính xác tính chất của các sao."
Phương pháp nêu trên đã trở thành một trong những phương pháp chính trong thập kỷ qua và nó sẽ tiếp tục như vậy trong những năm tới, nhờ những nhiệm vụ không gian để khám phá các ngoại hành tinh như TESS của NASA và PLATO của ESA.
Tuấn Phong
Theo Science Daily
