Lần đầu tiên ghi ảnh trực tiếp một hành tinh ngoại đang chuyển động

Các nhà thiên văn sử dụng Kính thiên văn Rất Lớn (VLT) đã vừa chộp được cái nhìn thoáng qua chưa có tiền lệ từ trước đến nay của một hành tinh ngoại (hành tinh ngoài hệ mặt trời) đang chuyển động trong quỹ đạo của nó xung quanh một ngôi sao ở xa. Gọi tên là Beta Pictoris b, hành tinh ngoại trên là hành tinh đầu tiên được ghi ảnh trực tiếp ở hai điểm rời nhau trong hành trình của nó xung quanh mặt trời của nó. Thành tựu này có thể chứng minh cho một bước tiến bộ đáng kể trong sự hiểu biết của chúng ta về các thức thức các hệ hành tinh, bao gồm cả hệ mặt trời của chúng ta, hình thành.

Kể từ khi khám phá hành tinh ngoài hệ mặt trời đầu tiên vào năm 1995, cho đến nay người ta đã phát hiện ra hơn 450 đối tượng như vậy. Đa phần trong số những thế giới khác này được suy luận ra gián tiếp từ tác động của chúng lên chuyển động hay ánh sáng của ngôi sao bố mẹ của chúng. Nghiên cứu mới nhất này bổ sung thêm Beta Pictoris b vào một nhóm ít ỏi các hành tinh ngoại thật sự được ghi ảnh trên camera. Hành tinh trên, với khối lượng khoảng 9 lần Mộc tinh và đang quay xung quanh ngôi sao Beta Pictoris ở cự li bằng khoảng cách từ sao Thổ đến Mặt trời, đã được tiên đoán là tồn tại kể từ khi ngôi sao chủ của nó trở thành ngôi sao đầu tiên được tìm thấy có một cái đĩa bụi đang quay xung quanh nó hồi năm 1984.

Nghiên cứu sau đó nhận thấy cái đĩa này bị méo nhiều và sự có mặt của một hành tinh đã được nêu trong giả thuyết để giải thích điều đó. Tuy nhiên, bằng chứng trực tiếp cho sự tồn tại của nó vẫn lãng tránh các nhà nghiên cứu mãi cho đến hiện nay. “Có tất cả những manh mối cho thấy phải có một hành tinh đang quay xung quanh ngôi sao trên nhưng đây chỉ là các dấu hiệu, chứ không phải bằng chứng. Trước khi có những hình ảnh này, chúng tôi không chắc chắn cho lắm”, phát biểu của nhà nghiên cứu đứng đầu nhóm, Anne-Marie Lagrange, thuộc Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire de Grenoble (LAOG).

alt

Ảnh ghép từ ba ảnh của vùng xung quanh ngôi sao Beta Pictoris. Một ảnh thể hiện cái đĩa bụi xung quanh ngôi sao trên – nhìn qua thiết bị ADONIS trên kính thiên văn 3,6 m của ESO. Phần ở giữa là các quan sát hành tinh trên thu được vào năm 2003 và 2009 với thiết bị NACO trên Kính thiên văn Rất Lớn. Quỹ đạo có khả năng của hành tinh trên cũng được vẽ ra, với góc nghiêng đã được phóng đại lên. (Ảnh: ESO/A-M Lagrange)

Hành tinh hay thằng đểu?

Thật ra, Beta Pictoris b đã được ghi ảnh trực tiếp lần đầu tiên hồi năm 2003 sử dụng VLT của Đài thiên văn Nam châu Âu, nhưng đội khoa học không thể chắc chắn nó là một hành tinh chứ không phải một nguồn gây lạc hướng. Nó được theo dõi một lần nữa vào năm 2009 và các cải tiến trong kĩ thuật quan sát đã cho phép các nhà thiên văn kết luận rằng nó thật sự là một hành tinh ngoại – và nó đã dịch chuyển khỏi vị trí ban đầu của nó. “Nguồn chúng tôi phát hiện ra hồi năm 2003 nằm trong phần đông bắc của cái đĩa bụi và hiện nay nó nằm trong phần tây nam của cái đĩa. Không những chúng tôi xác nhận nó là một hành tinh mà chúng tôi còn thấy nó chuyển động hầu như đã trọn nửa quỹ đạo”, Lagrange nói.

Beta Pictoris đã hoàn thành gần nửa quỹ đạo trong sáu năm, cho phép Lagrange và đội của ông ước tính được hành tinh khổng lồ có quỹ đạo bằng 8-15 lần khoảng cách quỹ đạo của Trái đất xung quanh Mặt trời. Việc phân tích chuyển động của nó mở rộng đường để tính toán nhiều đặc điểm khác của hành tinh trên, một cơ hội mà Lagrange đang chú tâm khai thác.

“Kết quả này thật quan trọng vì ở quy mô thời gian rất ngắn, tính theo cuộc đời của một nhà thiên văn, chúng tôi đã có cơ hội theo dõi quỹ đạo hoàn chỉnh của một hành tinh ngoài hệ mặt trời. Điều này sẽ cho phép chúng tôi lập mô phỏng chính xác hơn lịch sử của sự hình thành hành tinh trên”, Lagrange phát biểu.

Mô phỏng sự hình thành hành tinh

Cơ hội chưa có tiền lệ này để quan sát một hành tinh quét qua cái đĩa bụi xung quanh ngôi sao của nó là cái mà nhà săn lùng hành tinh khách mời, Carole Haswell, thuộc Đại học Mở, cảm thấy thật hào hứng. “Nghiên cứu này sắp có một sự tác động to lớn. Sẽ có rất nhiều công trình lí thuyết sẽ sử dụng khám phá này làm một tiêu chuẩn để đảm bảo rằng họ đang làm cái gì đó hợp lí khi mô phỏng sự hình thành hành tinh”, bà nói.

Coel Hellier ở Đại học Keele, người nghiên cứu các hành tinh ngoại giống như Haswell, nhưng không có liên quan trong nghiên cứu trên, thì nhìn thấy các tiếng vọng của hệ hành tinh của chúng ta trong các kết quả của Lagrange. “Cái chúng tôi đang trông thấy ở Beta Pictoris có khả năng là một thí dụ rất trẻ của cái trước đây đã xảy ra trong hệ mặt trời của chúng ta; Mộc tinh và Thổ tinh có lẽ đã hành tinh theo cách tương tự như hành tinh quan sát thấy trong Beta Pictoris”, ông giải thích.

Nghiên cứu này công bố trên tờ Science Express.