Trái Đất có phải là hành tinh duy nhất có sự sống trong vũ trụ hay còn nhiều nơi ngoài kia có khả năng hỗ trợ sự sống? và nếu có thì chúng trông như thế nào?. Để trả lời những câu hỏi cơ bản này, các nhà khoa học đang tìm kiếm những ngoại hành tinh khắp nơi trong không gian. Ngoại hành tinh là những hành tinh có quỹ đạo quanh một hay nhiều ngôi sao, ở bên ngoài Hệ Mặt Trời.
Cho đến nay, có hơn 4.000 ngoại hành tinh đã được biết đến, hầu hết chúng đều quay quanh một ngôi sao đơn lẻ như Mặt Trời của chúng ta. Nhưng bây giờ, nhà vật lý thiên văn Markus Mugrauer của đại học Friedrich Schiller ở Jena, Đức đã phát hiện và mô tả nhiều hệ sao mới cùng với ngoại hành tinh chuyển động quanh. Các phát hiện này xác nhận những giả định rằng sự tồn tại của nhiều ngôi sao ảnh hưởng tới quá trình hình thành và phát triển của hành tinh. Nghiên cứ của Mugrauer, thuộc Viện vật lý thiên văn và đài quan sát của đại học Jena, đã được công bố trên tạp chí khoa học Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (báo cáo hàng tháng của Hội thiên văn học Hoàng gia - Anh).
Những dữ liệu chi tiết từ kính thiên văn không gian
"Hệ sao với nhiều hơn 1 ngôi sao rất phổ biến trong thiên hà Milky Way của chúng ta," Mugrauer giải thích. "Nếu những hệ sao này có hành tinh thì chúng sẽ có được sự quan tâm rất đặc biệt của các nhà thiên văn học, bởi vì những hệ này về mặt cơ bản có thể rất khác với Hệ Mặt Trời của chúng ta."
Để tìm hiểu thêm về những khác biệt này, với những dữ liệu quan sát tỉ mỉ của kính thiên văn không gian Gaia, được điều hành bởi Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), Mugrauer đã tìm kiếm hơn 1.300 ngôi sao có ngoại hành tinh quay xung quanh nó, từ đó xem xét xem chúng có phải được tạo thành từ nhiều hơn một sao hay không.
Bằng cách này, ông đã thành công trong việc chứng minh sự tồn tại của khoảng 200 hệ sao kép cách Mặt Trời dưới 1.600 năm ánh sáng. Với sự trợ giúp của những dữ liệu này, Mugrauer cũng đã mô tả được chi tiết các sao đồng hành. Ông phát hiện ra những hệ mà khoảng cách giữa các sao rất gần nhau: chỉ khoảng 20 đơn vị thiên văn - trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, nó tương ứng với khoảng cách từ Mặt Trời tới Sao Thiên Vương, và cả những hệ cách mà các ngôi sao của chúng xa nhau tới hơn 9.000 đơn vị thiên văn.
Sao lùn đỏ và sao lùn trắng
Các sao trong hệ sao kép cũng khác nhau tùy theo khối lượng, nhiệt độ và giai đoạn tiến hóa của chúng. Nặng nhất trong số chúng nặng hơn Mặt Trời 1,4 lần, trong khi nhẹ nhất chỉ có 8% khối lượng Mặt Trời. Hầu hết các sao đồng hành là những ngôi sao lùn có khối lượng thấp, lạnh, phát sáng màu đỏ nhạt. Tuy nhiên, có 8 sao lùn trắng cũng được tìm thấy trong số đó. Sao lùn trắng là phần còn lại của những ngôi sao giống như Mặt Trời, chúng chỉ to bằng Trái đất của chúng ta, nhưng nặng bằng một nửa so với Mặt trời. Những quan sát này cho thấy các ngoại hành tinh có thể sống sót qua các giai đoạn tiến hóa cuối cùng của một ngôi sao giống như Mặt Trời của chúng ta.
Hệ hai, ba và bốn sao có ngoại hành tinh
Phần lớn các hệ sao có ngoại hành tinh được xác định là những hệ chỉ có hai sao. Tuy nhiên, hàng chục hệ ba và thậm chí bốn sao đã được phát hiện. Trong phạm vi nghiên cứu, từ khoảng 20 đến 10.000 đơn vị thiên văn, tổng cộng 15% số sao được nghiên cứu có ít nhất một ngôi sao đồng hành. Đây chỉ mới khoảng một nửa so với tần số dự kiến của các ngôi sao giống như Mặt Trời. Ngoài ra, khoảng cách giữa các sao đồng hành trong những hệ này lớn gấp khoảng 5 lần so với những hệ thông thường.
"Có hai yếu tố khi kết hợp với nhau đã chỉ ra rằng sự hiện diện của nhiều ngôi sao trong một hệ đã phá vỡ quá trình hình thành hành tinh cũng như quá trình thay đổi trong quỹ đạo của chúng", Mugrauer nói. Nguyên nhân của việc này có thể do 2 lý do: thứ nhất là ảnh hưởng của lực hấp dẫn tạo ra từ các sao trong hệ lên đĩa khí và bụi, cũng chính là thứ tạo nên các hành tinh, và thứ hai là tác động của lực hấp dẫn này lên quỹ đạo chuyển động của các hành tinh quay xung quanh nó.
Markus Mugrauer muốn theo đuổi dự án nhiều hơn nữa. Trong tương lai, sự đa dạng của những hệ nhiều hơn một sao như thế này sẽ được nghiên cứu bằng cách sử dụng dữ liệu từ Gaia và từ đó bất kỳ hệ sao phức tạp nào cũng sẽ được phát hiện và mô tả chi tiết.
"Ngoài ra, chúng tôi sẽ kết hợp các kết quả với các chiến dịch quan sát quốc tế mà chúng tôi hiện đang tiến hành dựa trên cùng một chủ đề tại Đài quan sát Paranal của ESA đặt tại Chile," Mugrauer nói thêm. "Sau đó, chúng tôi có thể điều tra chính xác sự ảnh hưởng của các hệ sao này đến sự hình thành và phát triển của các hành tinh."
Trần Hữu Phú Cường
Theo Science Daily
