Phát hiện hệ sáu hành tinh kỳ lạ có quỹ đạo "bị khóa"

Nghiên cứu mới cho thấy hệ thống TOI-178 cách Trái Đất 200 năm ánh sáng chứa ít nhất 6 hành tinh với quỹ đạo hiếm gặp.

Việc phát hiện ngày càng nhiều các hệ hành tinh khác biệt so với hệ Mặt Trời của chúng ta đang không ngừng thách thức hiểu biết của giới thiên văn học. Hệ sáu hành tinh TOI-178 mới được khám phá trong chòm sao Ngọc Phu là một ví dụ nổi bật cho điều này.

Mô phỏng hệ hành tinh TOI-178. (Ảnh: ESA).

Trước đây, khi quan sát TOI-178 bằng Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh (TESS) của NASA, các nhà khoa học dự đoán ngôi sao này chỉ có hai hành tinh quay quanh. Tuy nhiên, những quan sát mới có độ chính xác cao hơn từ vệ tinh CHEOPS của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) - được phóng lên vào cuối năm 2019 - đã tiết lộ rằng hệ thống này chứa ít nhất 6 hành tinh với quỹ đạo hiếm thấy.

Trong báo cáo xuất bản trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn hôm 25/1, nhóm nghiên cứu từ Đại học Geneva và Bern của Thụy Sĩ, do Tiến sĩ Adrien Leleu dẫn đầu, cho biết ngoại trừ hành tinh gần ngôi sao nhất, cả năm hành tinh ở phía ngoài của hệ thống TOI-178 đều "bị khóa" trong quỹ đạo lặp lại của chúng. Các nhà khoa học gọi hiện tượng này là cộng hưởng quỹ đạo, có nghĩa là nó có những mô hình lặp lại khi các hành tinh di chuyển xung quanh ngôi sao, với một số hành tinh cứ sau vài vòng quỹ đạo lại thẳng hàng với nhau.

Hiện tượng cộng hưởng này trước đây đã từng được quan sát thấy trong quỹ đạo của nhóm mặt trăng Io, Europa và Ganymede của sao Mộc. Trong đó, với mỗi quỹ đạo của Europa, Ganymede hoàn thành hai quỹ đạo và Io hoàn thành bốn quỹ đạo. Đây là mô hình 4:2:1.

Tuy nhiên, chuyển động cộng hưởng trong hệ thống TOI-178 phức tạp hơn nhiều vì nó liên quan đến năm hành tinh theo mô hình 18:9:6:4:3. Ban đầu, các nhà khoa học chỉ tìm thấy bốn hành tinh trong chuỗi cộng hưởng, nhưng dựa theo mô hình, họ dự đoán rằng phải có một hành tinh khác ẩn trong hệ thống (hành tinh thứ năm tính từ ngôi sao). Quan sát bổ sung từ CHEOPS sau đó đã xác nhận giả định này là đúng.

Mô phỏng chuyển động cộng hưởng của hệ thống TOI-178. (Video: ESA).

Các quỹ đạo trong TOI-178 được sắp xếp rất tốt, cho thấy hệ thống này đã phát triển khá "yên bình" kể từ khi nó hình thành.

Trong khi các hành tinh của TOI-178 quay quanh ngôi sao một cách có trật tự, mật độ và kích thước của chúng lại không tuân theo bất kỳ mô hình cụ thể nào. Một trong những hành tinh của nó có mật độ bề mặt dày đặc như Trái Đất, nằm cạnh một hành tinh xốp có kích thước tương tự.

"Đây là lần đầu tiên chúng tôi quan sát thấy sự thiết lập như vậy trong một hệ hành tinh. Thông thường, các hành tinh trong chuỗi cộng hưởng có mật độ giảm dần khi chúng di chuyển ra xa ngôi sao và đó cũng là điều mà chúng tôi mong đợi", Adrien chia sẻ. "Phát hiện mới đang thách thức các lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh".

Nhóm của Adrien muốn tiếp tục sử dụng CHEOPS để nghiên cứu chi tiết hơn về hệ thống TOI-178, bao gồm khả năng hỗ trợ sự sống của các hành tinh và điều gì đã xảy ra với hành tinh ở trong cùng của hệ thống khiến nó không tham gia vào chuyển động cộng hưởng.

Cập nhật: 28/01/2021 Theo VnExpress