Phát hiện hệ hành tinh 'đảo từ trong ra ngoài' thách thức lý thuyết thiên văn
Một hệ hành tinh mới được phát hiện đang làm đảo lộn hiểu biết của các nhà khoa học về cách các hành tinh hình thành trong vũ trụ. Hệ này, được quan sát bằng kính thiên văn Cheops của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), bao gồm bốn hành tinh quay quanh một ngôi sao lùn đỏ có tên LHS 1903, cách Trái đất khoảng 117 năm ánh sáng theo hướng chòm sao Lynx. Mỗi năm ánh sáng tương đương với khoảng 9,5 nghìn tỷ km, cho thấy khoảng cách xa xôi của hệ hành tinh này.
Cấu trúc kỳ lạ của hệ hành tinh mới
Hệ hành tinh này gồm hai hành tinh đá và hai hành tinh khí, nhưng thứ tự của chúng lại trái ngược với lý thuyết hình thành hành tinh hiện nay. Theo mô hình chuẩn, các hành tinh ở gần sao chủ thường là hành tinh đá, trong khi những hành tinh ở xa hơn thường là hành tinh khí. Tuy nhiên, trong hệ mới này, hành tinh trong cùng là hành tinh đá, hai hành tinh tiếp theo là hành tinh khí, và hành tinh thứ tư - lẽ ra phải là hành tinh khí - lại là hành tinh đá.
Nhà thiên văn học Thomas Wilson từ Đại học Warwick (Anh), tác giả chính của nghiên cứu công bố trên tạp chí Science, giải thích: "Nguyên nhân là môi trường gần sao chủ quá nóng để giữ được lượng lớn khí hay băng, và bất kỳ bầu khí quyển nào hình thành cũng dễ bị bức xạ từ sao chủ thổi bay. Ngược lại, các hành tinh ở xa hơn hình thành trong những vùng lạnh giàu khí và băng, tạo ra các thế giới giàu khí với khí quyển dày. Hệ hành tinh này thách thức lý thuyết đó khi hành tinh đá nằm bên ngoài các hành tinh giàu khí." Ông gọi đây là "hệ hành tinh được cấu tạo theo kiểu đảo từ trong ra ngoài".
So sánh với hệ Mặt trời và các ngoại hành tinh
Trong hệ Mặt trời của chúng ta, bốn hành tinh phía trong (sao Thủy, sao Kim, Trái đất, sao Hỏa) đều là hành tinh đá, trong khi bốn hành tinh phía ngoài (sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Hải Vương) là hành tinh khí. Các hành tinh lùn đá như sao Diêm Vương quay bên ngoài các hành tinh khí, nhưng chúng có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với bất kỳ hành tinh nào trong hệ Mặt trời.
Kể từ thập niên 1990, các nhà thiên văn đã phát hiện khoảng 6.100 hành tinh ngoài hệ Mặt trời (ngoại hành tinh). Cả bốn hành tinh trong hệ mới quan sát đều quay gần sao chủ hơn so với khoảng cách quỹ đạo của sao Thủy với Mặt trời. Trên thực tế, hành tinh ngoài cùng chỉ quay ở khoảng 40% khoảng cách quỹ đạo sao Thủy – Mặt trời. Điều này khá điển hình với các hành tinh quanh sao lùn đỏ - vốn yếu hơn Mặt trời rất nhiều.
Chi tiết về các hành tinh trong hệ
Hai hành tinh đá trong hệ này được xếp loại siêu Trái đất, nghĩa là chúng có cấu trúc đá tương tự Trái đất nhưng khối lượng lớn hơn từ 2 đến 10 lần. Hai hành tinh khí được xếp loại tiểu Hải Vương, tức là nhỏ hơn hành tinh khí nhỏ nhất của hệ Mặt trời là sao Hải Vương, nhưng lớn hơn Trái đất.
Ngôi sao chủ LHS 1903 có khối lượng bằng khoảng 50% và độ sáng chỉ tương đương khoảng 5% so với Mặt trời, làm cho nó tương đối nhỏ và mờ. Nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng, thay vì hình thành đồng thời trong một đĩa lớn khí và bụi xoáy quanh sao chủ, các hành tinh trong hệ này hình thành lần lượt. Lượng khí lẽ ra tạo nên khí quyển của hành tinh thứ tư đã bị các "anh em" của nó sử dụng hết trước khi nó kịp kết tụ, dẫn đến cấu trúc đá bất thường.
Phát hiện này không chỉ mở rộng hiểu biết về sự đa dạng của các hệ hành tinh trong vũ trụ mà còn đặt ra những câu hỏi mới cho các nhà thiên văn học trong việc điều chỉnh lý thuyết hình thành hành tinh.
