Bốn hành tinh được phát hiện gần đây có thể giúp cho các nhà khoa học hiểu rõ thêm về cách mà Trái Đất và Hệ Mặt Trời của chúng ta đã phát triển trong những năm “sơ khai”. Các ngoại hành tinh này nằm cách chúng ta 130 năm ánh sáng, chuyển động quanh hai ngôi sao có tên là TOI 2076 và TOI 1807. Hai ngôi sao này lần lượt nằm trong hai chòm sao Boötes (Mục đồng) và Canes Venatici (Chó săn).
Có màu cam hơn Mặt Trời của chúng ta, hai sao lùn loại K này được tin rằng đã được sinh ra trong cùng đám mây khí cách đây khoảng 200 triệu năm.
Bốn hành tinh mới này – mỗi hành tinh có kích thước lớn gấp Trái Đất hai, ba hoặc bốn lần - rất được các nhà thiên văn quan tâm khi chúng đang ở các giai đoạn sơ khai của vũ trụ và có thể tiết lộ nhiều thông tin hơn về cách mà các hành tinh trẻ và các hệ hành tinh tiến hóa như thế nào.
Chúng đã được phát hiện bởi các nhà nghiên cứu của đại học Loughborough và hơn 25 viện nghiên cứu khác trên thế giới. Dự án này hiện do NASA dẫn đầu với việc sử dụng dữ liệu từ vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh bằng phương pháp quá cảnh (TESS).
Christina Hedges - một nhà thiên văn tại viện nghiên cứu môi trường Bay Area (BAER) ở Moffett Field, California và Trung tâm nghiên cứu Ames (ARC) của NASA ở Thung lũng Silicon cho biết: “Các hành tinh trong hai hệ sao này đang ở trong giai đoạn chuyển tiếp hay còn gọi là giai đoạn mới lớn trong vòng đời của chúng.”
“Chúng không phải là những hành tinh sơ khai nhưng cũng chưa ổn định hẳn. Tìm hiểu nhiều hơn về các hành tinh trong giai đoạn non trẻ này cuối cùng sẽ giúp chúng ta hiểu rõ về các hành tinh già hơn trong các hệ sao khác.”
Alex Hughes – sinh viên của đại học Loughborough - lần đầu tiên khiến TOI 2076 thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn vào năm 2019 khi đang thực hiện một dự án cho sinh viên năm cuối trong việc tìm kiếm các đường cong ánh sáng – và sau đó đã tốt nghiệp cử nhân ngành Vật lý.
Bằng việc sử dụng dữ liệu từ TESS, Hughes thấy rằng ánh sáng từ ngôi sao mờ đi theo chu kỳ - từ đó có thể cho thấy sự có mặt của các ngoại hành tinh.
Sau khi anh liên hệ với TS. Hedges nói về phát hiện quan trọng này, các nhà khoa học và các nhà thiên văn ở nhiều quốc gia đã hợp tác với nhau tìm ra ba hành tinh di chuyển quanh ngôi sao này.
TOI 2076b, hành tinh gần sao chủ nhất, có kích thước lớn gấp Trái Đất khoảng 3 lần và hoàn thành một vòng quỹ đạo chỉ mất 10 ngày.
Hai hành tinh phía ngoài, TOI 2076c và TOI 2076d, có kích thước lớn gấp Trái Đất hơn 4 lần một chút và có chu kỳ quỹ đạo hơn 17 ngày.
Ngôi sao thứ hai, TOI 1807, chỉ chứa một hành tinh đã biết là TOI 1807b, được NASA phát hiện lần đầu tiên vào năm 2020. Nó có kích thước lớn khoảng gấp đôi Trái Đất và quay quanh sao chủ chỉ trong 13 giờ.
Alex, hiện đang theo học Thạc sĩ Vật lý tại UCL, nói: “Việc khám phá một hệ hành tinh đang ở trong giai đoạn “mới lớn” chuyển tiếp này sẽ cho chúng ta cơ hội để kiểm định các mô hình của thời kỳ tiến hóa sơ khai này và giải đáp một số câu hỏi mà chúng ta vẫn đang thắc mắc."
“Tôi tin rằng TOI 2076 và TOI 1807 sẽ giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn về sự hình thành và quá trình tiến hóa ở thời kỳ đầu, như thế chúng ta có thể hiểu được Hệ Mặt Trời đã ra đời như thế nào.”
TS. Shaun Atherton, thuộc khoa Khoa học của Loughborough và là người giám sát dự án của Alex, cũng đã tham gia vào khám phá này.
Ông nói thêm: “Khám phá này quan trọng bởi hai lý do. Thứ nhất là tuổi của hai ngôi sao này. Việc nghiên cứu cả hai sao và các hành tinh của chúng tại giai đoạn tiến hóa này sẽ mang lại hiểu biết sâu sắc về quá trình tiến hóa của Hệ Mặt Trời chúng ta lúc sơ khai. Thứ hai là nguồn gốc chung của hai ngôi sao này. Được sinh ra trong cùng đám mây khí nhưng sau đó lại tách rời nhau, điều này giúp chúng ta có thể tìm hiểu cách mà hai hệ sao này đã phát triển riêng biệt.”
Các nhà khoa học gần đây đang thực hiện việc đo khối lượng của các hành tinh nhưng có thể họ sẽ gặp nhiều thách thức hơn khi có sự can thiệp của các sao trẻ hoạt động mạnh.
Theo các mô hình lý thuyết, lúc đầu các hành tinh có bầu khí quyển dày do còn sót lại từ sự hình thành của chúng trong các đĩa khí và bụi quanh các ngôi sao sơ sinh. Trong một số trường hợp, các hành tinh bị mất khí quyển ban đầu do bức xạ sao, chỉ còn lại các lõi đá. Một số trong những hành tinh này tiếp tục phát triển bầu khí quyển thứ hai thông qua các quá trình địa chất như hoạt động núi lửa. Tuổi của các hệ sao TOI 2076 và TOI 1807 cho thấy rằng các hành tinh của chúng có thể ở đâu đó giữa quá trình tiến hóa bầu khí quyển này.
TOI 2076b nhận được lượng tia UV từ sao chủ của nó nhiều hơn 400 lần so với Trái Đất nhận được từ Mặt Trời - và TOI 1807b nhận được nhiều hơn khoảng 22.000 lần. Nếu các nhà khoa học có thể xác định được khối lượng của các hành tinh này, điều này có thể giúp họ quyết định xem các sứ mệnh như Hubble của NASA và kính viễn vọng không gian James Webb sắp tới có thể nghiên cứu bầu khí quyển của các hành tinh hay không.
Một bài báo mô tả những phát hiện đã được đăng trên Astronomical Journal.
Hồng Anh
Theo Phys.org
