Một hệ hành tinh đang hình thành xung quanh ngôi sao trẻ WISPIT 2.  Nguồn ảnh: ESO/C. Lawlor, RF van Capelleveen và cộng sự.

Hệ thống hiếm gặp hé lộ nhiều hành tinh đang hình thành

Các nhà thiên văn học đã xác định được hai hành tinh đang trong quá trình hình thành bên trong đĩa khí và bụi bao quanh một ngôi sao trẻ có tên là WISPIT 2. Một hành tinh đã được phát hiện trước đó, và những quan sát mới bằng kính viễn vọng từ Đài quan sát Nam Âu ( ESO ) hiện đã xác nhận sự tồn tại của hành tinh thứ hai. Cấu trúc của đĩa bao quanh, được đánh dấu bằng những đặc điểm riêng biệt, cho thấy hệ thống này có thể giống với phiên bản sơ khai của Hệ Mặt trời của chúng ta.

Những quan sát này được thực hiện bằng thiết bị SPHERE tại Kính viễn vọng rất lớn (VLT) của ESO. SPHERE có thể chụp ảnh trực tiếp các hành tinh ngoài hệ mặt trời bằng cách hiệu chỉnh nhiễu loạn khí quyển và chặn ánh sáng từ ngôi sao trung tâm.

Đây chỉ là hệ thống thứ hai được biết đến, sau PDS 70, nơi các nhà thiên văn học đã trực tiếp quan sát được hai hành tinh hình thành xung quanh cùng một ngôi sao. WISPIT 2 nổi bật bởi đĩa hình thành hành tinh của nó đặc biệt lớn và thể hiện rõ các vành đai và khoảng trống. Theo Lawlor, “Những cấu trúc này cho thấy rằng hiện tại có nhiều hành tinh khác đang hình thành, và chúng ta cuối cùng sẽ phát hiện ra chúng.”

Các hành tinh khổng lồ WISPIT 2b và 2c đã được xác nhận

Hành tinh đầu tiên được phát hiện trong hệ thống này, WISPIT 2b, đã được công bố vào năm ngoái. Nó có khối lượng gần gấp năm lần sao Mộc và quay quanh ngôi sao của nó ở khoảng cách lớn hơn khoảng 60 lần khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời. “Việc phát hiện ra một thế giới mới đang hình thành này thực sự cho thấy tiềm năng đáng kinh ngạc của các thiết bị hiện tại của chúng ta,” Richelle van Capelleveen, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đài quan sát Leiden, Hà Lan, và là người đứng đầu nghiên cứu trước đó, cho biết.

Sau khi các nhà thiên văn học nhận thấy một vật thể khác gần ngôi sao, họ đã sử dụng Kính viễn vọng rất lớn (VLT) và Giao thoa kế VLT (VLTI) của ESO để xác nhận rằng đó cũng là một hành tinh. Hành tinh thứ hai này, WISPIT 2c, quay quanh ngôi sao ở khoảng cách gần hơn nhiều, gần hơn khoảng bốn lần so với WISPIT 2b, và có khối lượng gần gấp đôi. Cả hai hành tinh đều là những hành tinh khí khổng lồ, tương tự như Sao Mộc và các hành tinh bên ngoài khác trong Hệ Mặt trời của chúng ta.

Các thiết bị tiên tiến của ESO cho phép khám phá

Để xác minh WISPIT 2c, các nhà nghiên cứu đã sử dụng thiết bị SPHERE trên kính viễn vọng VLT của ESO để chụp ảnh trực tiếp. Sau đó, họ dựa vào thiết bị GRAVITY+ trên VLT để xác nhận bản chất hành tinh của vật thể này. “Điều quan trọng là, nghiên cứu của chúng tôi đã tận dụng bản nâng cấp gần đây của GRAVITY+, nếu không có nó, chúng tôi sẽ không thể phát hiện rõ ràng hành tinh này ở khoảng cách gần với ngôi sao của nó như vậy”, Guillaume Bourdarot, đồng tác giả nghiên cứu và nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Thiên văn Max Planck, Garching, Đức cho biết.

“WISPIT 2 cung cấp cho chúng ta một phòng thí nghiệm quan trọng không chỉ để quan sát sự hình thành của một hành tinh đơn lẻ mà còn cả một hệ hành tinh hoàn chỉnh,” Christian Ginski, đồng tác giả nghiên cứu và nhà nghiên cứu tại Đại học Galway cho biết. Việc quan sát các hệ thống như vậy giúp các nhà khoa học ghép nối lại quá trình phát triển của các hệ hành tinh non trẻ và cuối cùng hình thành nên các hệ thống trưởng thành như hệ mặt trời của chúng ta.

Tiết lộ quá trình hình thành hành tinh

Cả hai hành tinh đều nằm trong những khoảng trống được xác định rõ ràng trên đĩa bao quanh WISPIT 2. Những khoảng trống này hình thành khi vật chất trong đĩa tập hợp lại dưới tác động của trọng lực, dần dần tích tụ thành một hành tinh đang phát triển. Khi hành tinh đang hình thành hút vật chất từ gần đó, nó để lại một khoảng trống, trong khi bụi và khí còn lại tạo thành các vòng tròn xung quanh nó.

Hành tinh thứ ba có thể đang hình thành

Ngoài hai khe hở đã biết, các nhà thiên văn học cũng đã xác định được một khe hở nhỏ hơn nằm xa hơn trong đĩa thiên hà. “Chúng tôi nghi ngờ có thể có một hành tinh thứ ba đang tạo ra khe hở này,” Lawlor nói, “có khả năng có khối lượng tương đương Sao Thổ do khe hở này hẹp và nông hơn nhiều”. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ nghiên cứu hệ thống này kỹ hơn, và Ginski lưu ý rằng “với kính viễn vọng cực lớn sắp ra mắt của ESO, chúng ta có thể chụp ảnh trực tiếp hành tinh đó.”