Một ngoại hành tinh mới nặng đã khiến các nhà thiên văn học bối rối.

Sau khi thực hiện các phép đo của một ngoại hành tinh rất nhỏ, có kích thước bằng sao Mộc có tên là HD-114082b, các nhà khoa học phát hiện ra rằng các đặc điểm của nó không hoàn toàn phù hợp với một trong hai mô hình phổ biến về sự hình thành hành tinh khí khổng lồ.

Nói một cách đơn giản, nó quá nặng so với tuổi của nó.

Ông nói: “So với các mô hình được chấp nhận hiện nay, HD-114082b quá đậm đặc gấp hai đến ba lần đối với một gã khổng lồ khí trẻ chỉ mới 15 triệu năm tuổi. giải thích nhà vật lý thiên văn Olga Zakhazy từ Viện Thiên văn học Max Planck ở Đức.

Quay quanh một ngôi sao có tên HD-114082 cách chúng ta khoảng 300 năm ánh sáng, ngoại hành tinh này là đối tượng của một chiến dịch thu thập dữ liệu căng thẳng. Mới chỉ 15 triệu năm tuổi, HD-114082b là một trong những ngoại hành tinh trẻ nhất từng được phát hiện và việc hiểu các đặc tính của nó có thể cung cấp manh mối về cách các hành tinh hình thành – một quá trình chưa được hiểu đầy đủ.

Cần có hai loại dữ liệu để mô tả toàn diện một ngoại hành tinh, dựa trên ảnh hưởng của nó đối với ngôi sao chủ của nó. Dữ liệu chuyển tuyến là bản ghi về cách ánh sáng của một ngôi sao mờ đi khi một ngoại hành tinh quay quanh nó đi qua phía trước nó. Nếu chúng ta biết ngôi sao sáng đến mức nào, thì sự mờ đi mờ nhạt này có thể tiết lộ kích thước của một ngoại hành tinh.

Mặt khác, dữ liệu vận tốc hướng tâm là một bản ghi về mức độ dao động của ngôi sao tại chỗ để phản ứng với lực hấp dẫn của các hành tinh bên ngoài. Nếu chúng ta biết khối lượng của ngôi sao, thì biên độ dao động của nó có thể cho chúng ta khối lượng của ngoại hành tinh.

Trong gần bốn năm, các nhà nghiên cứu đã thu thập các quan sát vận tốc xuyên tâm của HD-114082. Sử dụng dữ liệu vận tốc hướng tâm và vận chuyển đã thu thập được, các nhà nghiên cứu đã xác định rằng HD-114082b có bán kính tương tự sao Mộc – Nhưng khối lượng của sao Mộc lớn gấp 8 lần. Điều này có nghĩa là mật độ của ngoại hành tinh gần gấp đôi so với Trái đất và khoảng 10 lần so với Sao Mộc.

Kích thước và khối lượng của ngoại hành tinh nhỏ này có nghĩa là nó không có khả năng là một hành tinh đá rất lớn; giới hạn trên xung quanh nó 3 bán kính Trái đất Và 25 khối đất.

Ngoài ra còn có một phạm vi mật độ rất nhỏ trong các ngoại hành tinh đá. Trên phạm vi này, cơ thể trở nên dữ dội hơnVà lực hấp dẫn của hành tinh bắt đầu nắm giữ một bầu khí quyển quan trọng gồm hydro và heli.

HD-114082b vượt quá đáng kể các thông số này, có nghĩa là nó là một hành tinh khí khổng lồ. Nhưng các nhà thiên văn học không biết làm thế nào điều này xảy ra.

“Chúng tôi nghĩ rằng các hành tinh khổng lồ có thể hình thành theo hai cách khả thi,” nhà thiên văn học Ralph Lönnhardt nói mpia. “Cả hai đều xảy ra trong một đĩa khí và bụi tiền hành tinh phân bố xung quanh một ngôi sao trẻ ở trung tâm.”

Cả hai phương pháp được gọi là “khởi động nguội” hoặc “khởi động nóng”. Khi bắt đầu lạnh, ngoại hành tinh được cho là hình thành, hết viên sỏi này đến viên sỏi khác, từ các mảnh vụn trong đĩa quay quanh ngôi sao.

Các mảnh thu hút, đầu tiên là tĩnh điện, sau đó là lực hấp dẫn. Khối lượng càng lớn, nó càng phát triển nhanh hơn, cho đến khi nó trở nên đủ lớn để kích hoạt sự tích tụ hydro và heli, hai nguyên tố nhẹ nhất trong vũ trụ, tạo ra một lớp vỏ khí khổng lồ bao quanh lõi đá.

Cho rằng khí mất nhiệt khi chúng rơi vào lõi của hành tinh và hình thành bầu khí quyển, nó được coi là một lựa chọn tương đối thú vị.

Khởi động nóng còn được gọi là sự mất ổn định của đĩa và được cho là xảy ra khi một vùng xoáy không ổn định trong đĩa sụp đổ trực tiếp vào chính nó bởi lực hấp dẫn. Vật thể thu được là một ngoại hành tinh được hình thành đầy đủ không có lõi đá, do các chất khí giữ nhiệt nhiều hơn.

Các ngoại hành tinh trải qua quá trình khởi động lạnh hoặc khởi động nóng phải nguội đi ở các tốc độ khác nhau, dẫn đến các đặc điểm riêng biệt mà chúng ta có thể quan sát được.

Các nhà nghiên cứu nói rằng các đặc điểm của HD-114082b không phù hợp với mô hình khởi động nóng. Kích thước và khối lượng của chúng phù hợp hơn với bồi tụ sơ cấp. Nhưng ngay cả khi đó, nó vẫn khá đồ sộ so với kích thước của nó. Hoặc là nó chứa một hạt nhân bất thường hoặc có điều gì khác đang xảy ra.

“Còn quá sớm để từ bỏ ý tưởng về một khởi đầu nóng,” Lönnhardt nói. “Tất cả những gì chúng tôi có thể nói là chúng tôi vẫn chưa hiểu rõ lắm về sự hình thành của các hành tinh khổng lồ.”

Các ngoại hành tinh là một trong ba hành tinh mà chúng ta biết là trẻ hơn 30 triệu năm tuổi và các nhà thiên văn học đã thu được các phép đo bán kính và khối lượng. Cho đến nay, cả ba dường như không tương thích với mô hình mất ổn định đĩa.

Ba rõ ràng là một cỡ mẫu rất nhỏ, nhưng ba trên ba cho thấy rằng tích lũy sơ cấp có lẽ là phổ biến hơn trong hai loại.

“Mặc dù cần có thêm nhiều hành tinh như vậy để xác nhận xu hướng này, nhưng chúng tôi tin rằng các nhà lý thuyết nên bắt đầu đánh giá lại các tính toán của họ.” Zakhozai nói.

“Thật thú vị khi kết quả quan sát của chúng tôi đưa vào lý thuyết hình thành hành tinh. Chúng giúp nâng cao kiến ​​thức của chúng tôi về cách các hành tinh khổng lồ này phát triển và cho chúng tôi biết lỗ hổng trong hiểu biết của chúng tôi nằm ở đâu.”

Nghiên cứu đăng trên Thiên văn học và vật lý thiên văn.