‏5 hành tinh xa xôi khiến giới thiên văn “mê mẩn” ‏

Hành trình 30 năm khám phá ngoại hành tinh hé lộ nhiều điều kỳ diệu, từ những dãy "siêu Trái đất" khổng lồ cho đến những hành tinh có quỹ đạo đồng bộ một cách hoàn hảo.‏

‏Phác họa của họa sĩ về Proxima Centauri b, một trong những hành tinh quay quanh ngôi sao gần Mặt trời nhất. Nguồn ảnh: Ramon Andrade 3DCiencia/Science Photo Library

Cách đây 30 năm, hai nhà thiên văn học người Thụy Sĩ đã công bố rằng, họ đã phát hiện ra hành tinh đầu tiên quay quanh một ngôi sao giống Mặt trời. Phát hiện đã mang về giải Nobel này, đánh dấu bước tiến cho nhiều thế kỷ mơ ước và hàng thập kỷ tìm kiếm các thế giới bên ngoài Hệ Mặt trời.‏

‏Từ đó, một “cơn lốc khám phá” đã bắt đầu. Các nhà thiên văn học đã tìm thấy hơn 6.000 ngoại hành tinh, cùng với dấu hiệu của hàng nghìn hành tinh khác. Phần lớn trong số này được tìm thấy nhờ sứ mệnh Kepler và Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh TESS của NASA, cùng với sự hỗ trợ từ nhiều kính thiên khác.‏

‏"Vườn bách thú" ngoại hành tinh là nơi quy tụ của vô số loại hình đa dạng. Có những “Mộc tinh nóng” ở khoảng cách rất gần sao chủ, như hành tinh quay quanh 51 Pegasi được phát hiện vào 30 năm trước. Có cả “siêu Trái đất” và “Hải Vương mini” - những loại ngoại hành tinh phổ biến nhất hiện nay. ‏

‏Một số có nhiều hệ hành tinh chuyển động hài hòa như bản nhạc, số khác lại có những hành tinh lang thang trôi dạt giữa Ngân hà. Và ở đâu đó ngoài kia, tồn tại những thế giới quay quanh hai ngôi sao, gợi nhớ đến hành tinh Tatooine trong Star Wars.

‏Nguồn: NASA Exoplanet Archive

Mỗi hành tinh là một thế giới hoàn toàn mới, chứa đựng những khả năng và tiềm năng chưa từng thấy, thường khác xa mọi hình dung của chúng ta về một hệ hành tinh ‘bình thường’, Jessie Christiansen, nhà thiên văn học tại Viện Công nghệ California (Caltech, Pasadena) cho biết.‏

‏Khi được hỏi về ngoại hành tinh yêu thích, các nhà thiên văn học đã đưa ra những lựa chọn vô cùng đa dạng:

‏Proxima Centauri: Người hàng xóm có thể ghé thăm‏

‏Đứng đầu nhiều danh sách đề cử là 2, hoặc có thể là 3 hành tinh nhỏ quay quanh Proxima Centauri, ngôi sao gần Mặt trời nhất. Chỉ cách Trái đất 1,3 parsec và nằm trong chòm sao Bán Nhân mã (Centaurus).‏

‏Hành tinh đầu tiên của Proxima được phát hiện năm 2016 bằng Đài thiên văn Nam Âu ở Chile. Nó có kích thước xấp xỉ Trái đất và nằm trong “vùng ở được” (habitable zone) - nơi nước lỏng có thể tồn tại trên bề mặt. Một hành tinh thứ hai, nhỏ hơn Trái đất đôi chút, cũng đã được xác nhận nằm ngay bên ngoài vùng này.‏

‏Sự gần gũi này khiến các hành tinh của Proxima Centauri trở thành ứng viên hàng đầu cho chuyến thăm liên sao, theo Jean Schneider - nhà thiên văn học tại Đài thiên văn Paris (Pháp). Tuy nhiên, dự án Breakthrough Starshot trị giá 100 triệu USD nhằm phát triển tàu vũ trụ có thể đến đó, hiện đang tạm chững lại.‏

‏Tuy nhiên, Schneider khẳng định: Trước cuối thế kỷ này, chúng ta sẽ đến được nơi ấy.

‏Có 7 hành tinh cỡ Trái đất trong hệ TRAPPIST-1. Nguồn ảnh: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

TRAPPIST-1: Các Trái đất đều nằm trong một hàng‏

‏Một hệ hành tinh khác được nhiều nhà thiên văn yêu thích là TRAPPIST-1, cách Trái đất khoảng 12 parsec, thuộc chòm sao Bảo Bình (Aquarius). Hệ này có tới 7 hành tinh có kích thước tương đương Trái đất, được phát hiện vào năm 2016 và 2017.‏

‏Một trong số đó nằm trong “vùng ở được”, khiến TRAPPIST-1 trở thành phòng thí nghiệm tự nhiên lý tưởng để nghiên cứu cách các hành tinh cỡ Trái đất hình thành và tiến hóa ở những khoảng cách khác nhau với sao chủ. Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) hiện đang quan sát kỹ lưỡng các hành tinh này nhằm tìm kiếm dấu hiệu của khí quyển. Cho đến nay, kết quả chủ yếu vẫn là không khả quan, có thể do ngôi sao trung tâm hoạt động quá mạnh.‏

‏Dù vậy, các nhà khoa học cho rằng, vẫn còn rất nhiều điều để khám phá. Dữ liệu từ JWST cho thấy, hành tinh TRAPPIST-1e vẫn có khả năng sở hữu khí quyển.‏

Nếu bạn đứng trên bề mặt của một trong những hành tinh đó, nhà thiên văn học Néstor Espinoza thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian nói, bạn sẽ thấy những hành tinh còn lại hiện ra trên bầu trời như những mặt trăng khổng lồ. Chẳng phải điều đó còn vượt xa cả khoa học viễn tưởng hay sao?‏

‏K2-138: Những cộng hưởng tựa âm nhạc‏

‏Hệ hành tinh K2-138 có 6 hành tinh xếp hàng quanh sao chủ, cách chúng ta khoảng 200 parsec trong chòm sao Bảo Bình.‏

‏Được phát hiện lần đầu bởi các nhà khoa học khi đang rà soát dữ liệu từ sứ mệnh Kepler của NASA, các hành tinh của hệ K2-138 chuyển động theo một chuỗi cộng hưởng quỹ đạo 3:2. Điều đó có nghĩa là, cứ mỗi khi một hành tinh đi được 3 vòng quanh ngôi sao, thì hành tinh kế tiếp nó sẽ đi được đúng 2 vòng. Các nhà nghiên cứu đã biến đổi sự cộng hưởng này, vốn tương tự như quãng năm trong âm nhạc, thành một bản "giao hưởng" của các hành tinh.‏

‏Theo Christiansen, sự tồn tại của các cộng hưởng này cho thấy các hành tinh đã đi đến cấu hình cuối cùng của chúng thông qua một quá trình chậm rãi và từ từ. Nhiều hệ hành tinh khác, bao gồm cả Hệ Mặt trời của chúng ta, đã trải qua những cuộc sắp xếp lại dữ dội và hỗn loạn, phá hủy đi những sự cộng hưởng như vậy. Vì vậy, hệ K2-138 đã bảo tồn được những manh mối hiếm hoi về quá trình hình thành của các hệ hành tinh, bà nói.

‏Chuyển động của các hành tinh quay quanh K2-138 tương tự như nhịp điệu âm nhạc. Nguồn ảnh: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

TOI-178: Khi kính thiên văn hợp sức‏

‏Nằm cách Trái đất khoảng 63 parsec trong chòm sao Ngọc Phu (Sculptor) là một nhóm 6 hành tinh chen chúc nhau quanh ngôi sao TOI-178. Nếu đặt trong Hệ Mặt trời, cả 6 hành tinh này đều sẽ nằm bên trong quỹ đạo của Sao Thủy, hành tinh gần Mặt trời nhất.‏

‏Lý thuyết dự đoán rằng, các hệ thống chen chúc dày đặc như vậy có thể hình thành khi các hành tinh dịch chuyển qua lại rất nhiều trong những năm đầu đời. Vì vậy, việc phát hiện ra hệ TOI-178 là “một thành công lớn của lý thuyết dự đoán”, Christopher Broeg, nhà thiên văn học tại Đại học Bern ở Thụy Sĩ, cho biết.‏

‏Phát hiện này cũng nhấn mạnh chủ đề chung trong việc khám phá ngoại hành tinh: cách mà nhiều kính thiên văn có thể phối hợp với nhau để tìm kiếm, xác nhận và nghiên cứu các hành tinh. Vệ tinh TESS của NASA là thiết bị đầu tiên phát hiện các dấu hiệu của hành tinh quanh TOI-178, nhưng phải cần đến vệ tinh Cheops của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, nơi Broeg làm việc, để giúp xác nhận các chi tiết của chúng.‏

‏Kepler-47: Thế giới có tận hai Mặt trời‏

‏Không phải mọi hành tinh đều chỉ quay quanh một ngôi sao. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ít nhất 20 hệ “hành tinh đôi” (circumbinary) - nơi một hoặc nhiều hành tinh cùng quay quanh hai ngôi sao.‏

‏Trong số đó, hệ Kepler-47 là lựa chọn yêu thích của Nader Haghighipour, nhà thiên văn học tại Đại học Hawaii ở Mānoa. Nhờ sứ mệnh Kepler của NASA, các nhà khoa học đã phát hiện 3 hành tinh trong hệ này, quay quanh một cặp sao cách Trái đất hơn 1.000 parsec, thuộc chòm sao Thiên Nga (Cygnus). Đáng chú ý, ít nhất một hành tinh nằm trong vùng ở được, nơi nước lỏng có thể tồn tại - dù khả năng có sự sống vẫn còn rất mong manh.‏

‏Sự tồn tại của nó chứng minh rằng, hành tinh có thể hình thành trong các đĩa quay quanh hai sao, theo cách tương tự như quanh một ngôi sao đơn, Haghighipour giải thích. Và đó là một phát hiện hết sức quan trọng./.