Bí ẩn đằng sau hàng trăm hành tinh kỳ lạ trôi nổi được phát hiện… Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) có thể là một bước gần hơn tới giải pháp.
Nhiều hành tinh “bất hảo” thiếu ngôi sao mẹ ẩn náu trong vũ trụ. Những hành tinh trôi nổi tự do (FFP) này, bao gồm các cặp thế giới có kích thước bằng Sao Mộc quay quanh nhau, là điều bí ẩn đối với các nhà khoa học. Nhưng một nghiên cứu mới có thể loại trừ khả năng tồn tại của cái gọi là vật thể nhị phân có khối lượng bằng sao Mộc (JuMBO).
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra những vật thể này cách đây hơn 20 năm, sử dụng kính viễn vọng hồng ngoại của Anh ở Hawaii. Kể từ đó, các nhà quan sát đã phát hiện và tình cờ phát hiện hàng trăm vật thể thiên văn giả mạo này Vụ đánh bắt lớn nhất năm ngoái. Khối lượng này được phát hiện bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb mạnh mẽ, bao gồm hơn 500 hành tinh trôi nổi tự do trong không gian hình thang của Tinh vân Orion, một điểm sinh của sao.
Điều đáng chú ý là 80 thế giới trong số này có khối lượng từ 0,7 đến 13 lần khối lượng của chúng. sao Mộctạo thành các cặp hành tinh quay quanh nhau.
Có liên quan: 35 hình ảnh tuyệt vời từ Kính viễn vọng Không gian James Webb
Những thực thể bí ẩn này có Cộng đồng thiên văn học bối rối. Có một điều, JuMBO – và nói chung hơn là FFP – hình thành như thế nào là một điều bí ẩn. Một ý tưởng cho rằng những hành tinh như vậy, dù được ghép đôi hay nói cách khác, hình thành khi các đám mây khí và bụi sụp đổ dưới lực hấp dẫn của chính chúng. Đây giống như một phiên bản thu nhỏ của quá trình hình thành sao.
Một giả thuyết khác là những hành tinh như vậy bị kéo ra khỏi hệ hành tinh chật hẹp của chúng bởi lực hấp dẫn của một vật thể đặc biệt lớn, Giống như một ngôi sao đi qua.
“Chuyến bay đến cõi trung giới là một phương pháp sản xuất [FFPs]”,” Đông LaiGiáo sư vật lý thiên văn của Đại học Cornell và là tác giả cấp cao của nghiên cứu mới đã nói với Live Science qua email. Trên thực tế, sau khi phát hiện ra đột biến vào năm ngoái, một nhóm nghiên cứu khác tính toán JuMBO có khả năng bị một ngôi sao đi ngang đẩy ra xa các ngôi sao mẹ khoảng 1/5 so với các FFP khác.
Để tìm hiểu quá trình hình thành các vật thể lớn và các vật thể băng giá khác, Lai và Fang Yuanyu, một sinh viên tại Đại học Giao thông Thượng Hải ở Trung Quốc, đã tạo ra hàng chục nghìn mô phỏng về một hệ hành tinh chứa một cặp hành tinh có khối lượng bằng Sao Mộc quay quanh một mặt trời. -như ngôi sao
Trong mỗi mô phỏng, các nhà nghiên cứu cho phép một ngôi sao thứ hai có cùng kích thước lao vào và họ tính toán tỷ lệ mô phỏng trong đó cả hai hành tinh đều bị đẩy ra khỏi quỹ đạo. Trong tất cả các mô phỏng, Lie và Yu đã điều chỉnh một số yếu tố, chẳng hạn như khối lượng của các hành tinh, khoảng cách tương đối của chúng và tốc độ của ngôi sao bay gần ngôi sao mẹ để xem những yếu tố này ảnh hưởng như thế nào đến số lần các vật thể có khối lượng lớn. bị đẩy ra.
Họ phát hiện ra rằng các vật thể có khối lượng lớn có nhiều khả năng hình thành hơn nếu các hành tinh ban đầu quay gần nhau hoặc nếu khối lượng của chúng lớn gấp 4 lần khối lượng Sao Mộc. Nhưng ngay cả trong kịch bản có xác suất cao nhất, tỷ lệ hai hành tinh bị đẩy ra đồng thời vẫn cực kỳ thấp – dưới 1%.
Ngược lại, các hành tinh đơn lẻ thường có khả năng bị đẩy ra ngoài cao gấp hàng trăm lần trong các chuyến bay ngang qua của sao, tạo ra các FFP đơn độc. Trên thực tế, Lai tin rằng những vị khách xuất sắc như vậy có thể đã sinh ra FFP của Tinh vân Orion. Các mô phỏng cũng cho thấy các quỹ đạo duy nhất còn sống sót đã bị rung lắc dữ dội, đường đi tròn ban đầu của chúng bị lệch thành đường hình elip.
Kết quả của Lai và Yu, chưa được bình duyệt, đã được gửi lên Tạp chí Vật lý thiên văn và có sẵn dưới dạng bản in trước thông qua arXiv.
Lai và Yu tin rằng nghiên cứu của họ khiến mô hình đám mây sụp đổ trở thành lời giải thích hợp lý hơn cho cách hình thành các vật thể có khối lượng lớn. Tuy nhiên, Lai coi các mô phỏng này là một loại thí nghiệm vật lý có thể giúp ích cho các quan sát trong tương lai bằng kính thiên văn như kính viễn vọng. Đài thiên văn Vera C. RubinĐang được xây dựng ở Chile.
Ví dụ, kết quả mô phỏng của họ sẽ hữu ích cho việc tìm hiểu điều gì xảy ra với các hệ hành tinh trong các cụm sao dày đặc và để xác định các hệ hành tinh kỳ lạ như các hành tinh bị bắt giữ, Lai nói.
“Nhà phân tích. Con mọt sách thịt xông khói đáng yêu. Doanh nhân. Nhà văn tận tâm. Ninja rượu từng đoạt giải thưởng. Một độc giả quyến rũ một cách tinh tế.”