Phát hiện siêu Trái đất có mật độ đậm đặc kỷ lục

Ngoại hành tinh nặng như chì, có thể là phần lõi còn sót lại của một quả cầu khổng lồ bay quá gần mặt trời của nó, vừa được phát hiện.

Được đặt tên là K2-360 b, ngoại hành tinh này có khối lượng gấp 7,7 lần trong khi kích thước chỉ bằng 1,6 lần Trái đất của chúng ta. Ngoại hành tinh này có mật độ khoảng 11 g/cm³, tức là nặng ngang với chì và gấp đôi mật độ Trái đất.

Trong số các siêu Trái đất có chu kỳ cực ngắn thì K2-360 b là hành tinh có mật độ đậm đặc nhất.

Hình minh họa cận cảnh K2-360 b (màu đỏ) đang quay xung quanh ngôi sao của mình (Ảnh: Astrobiology Center).

Chu kỳ của một hành tinh tức là một giai đoạn mà chúng ta thường gọi là năm, hay là thời gian để một hành tinh quay hết một vòng quanh ngôi sao của nó. K2-360 b có biệt danh "cực ngắn" vì một năm của nó chỉ bằng 21 giờ trên Trái đất.

Nhờ có vị trí rất gần ngôi sao của nó, ngoại hành tinh này dễ dàng được các nhà thiên văn học phát hiện và tìm ra một số nguyên nhân vì sao nó đặc như vậy.

Năm 2016, khi dự án K2 của NASA phát hiện ra bóng của hành tinh này in trên ngôi sao của nó, các nhà khoa học đã lập tức tìm hiểu và khám phá ra đây là một ngoại hành tinh chưa từng được biết đến.

Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, họ đã đo được khối lượng và bán kính và tính ra mật độ của K2-360 b. Đối ngược với nó là các ngoại hành tinh chỉ có mật độ 0,03 g/cm³, hay bạn có thể hình dung chúng nhẹ xốp như kẹo bông vậy.

Để tìm ra điều gì khiến K2-360 b rắn chắc như vậy, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một mô hình mô phỏng lõi của siêu Trái đất này, dựa trên những quan sát về nó và ngôi sao chủ.

Mô hình cho thấy hành tinh này có lõi sắt lớn chiếm khoảng 48% khối lượng của nó. K2-360 b có thể là lõi đã chết của một thế giới từng lớn hơn nhiều và nằm cách xa ngôi sao chủ.

Theo thời gian, nó tịnh tiến lại gần, nơi bức xạ cường độ cao cuốn đi các khí trong bầu khí quyển và để lại một khối đá rắn có khả năng được dung nham bao phủ toàn bộ.

Một phát hiện khác đã củng cố cho nhận định trên của nhóm nghiên cứu. Họ phát hiện ra ở xa hơn K2-360 b là một hành tinh lớn hơn nhiều, được đặt tên là K2-360 c, có kích thước và mật độ tương tự như sao Hải Vương.

Các mô hình động lực cho thấy do quá trình di chuyển lệch tâm, có thể K2-360 c đã đẩy hành tinh bé nhỏ hơn mình là K2-360 b vào quỹ đạo ở rất gần ngôi sao như hiện nay.

Sự tương tác hấp dẫn giữa các thiên thể này làm cho quỹ đạo của K2-360 b có hình elip, sau đó lực thủy triều khiến nó quay tròn và tiến về gần ngôi sao.

Các phát hiện của nghiên cứu này bổ sung thêm một bằng chứng cho thấy vũ trụ có rất nhiều hành tinh kỳ lạ tưởng chừng như chỉ có trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng.

• Mười hành tinh kỳ lạ của vũ trụ
• Phát hiện "hành tinh giả thuyết": một Hải Vương Tinh hóa Trái đất
• Lần đầu tiên phát hiện hành tinh biết chạy