Các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đã phát hiện ra hành tinh đầu tiên được nhìn thấy quay quanh một ngôi sao chết, cung cấp những hiểu biết mới về cách các hành tinh tiến hóa trong giai đoạn cuối của vòng đời một ngôi sao.
Các quan sát của Kính viễn vọng không gian James Webb về ngoại hành tinh có tên WD 1856+534 b cũng xác nhận đây là ngoại hành tinh lạnh nhất cho đến nay, có thể mở đường cho các nghiên cứu chi tiết đầu tiên về khí quyển của các ngoại hành tinh khí khổng lồ và giúp chúng ta ngữ cảnh hóa hệ mặt trời của chúng ta ở quy mô vũ trụ.
"Tất cả chúng tôi đều hơi ngạc nhiên — và phấn khích — khi phát hiện ra rằng thực tế, đó là một hành tinh, và là một hành tinh thực sự lạnh giá", Mary Anne Limbach, một nhà thiên văn học tại Đại học Michigan, người đứng đầu nghiên cứu mới, nói với Space.com.
WD 1856+534 b, một hành tinh có kích thước bằng Sao Mộc nằm cách Trái Đất khoảng 80 năm ánh sáng, là lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2020. Nó quay quanh một sao lùn trắng — phần lõi còn sót lại của một ngôi sao từng giống mặt trời — cứ sau 1,4 ngày. Ban đầu, các nhà khoa học không chắc chắn liệu vật thể này là một hành tinh hay một sao lùn nâu, cái gọi là "ngôi sao thất bại" của vũ trụ, vì họ chỉ có dữ liệu nhiệt độ hạn chế về nó từ Kính viễn vọng không gian Spitzer hiện đã ngừng hoạt động. Tuy nhiên, dữ liệu mới từ JWST hiện đã cung cấp các phép đo nhạy hơn nhiều, cho phép các nhà thiên văn học phát hiện trực tiếp ánh sáng của hành tinh và đo khối lượng và nhiệt độ của nó.
Kết quả xác nhận rằng WD 1856+534 b thực sự là một hành tinh.
Điều khiến xác nhận này trở nên đặc biệt hấp dẫn là sự tồn tại của hành tinh trong cái gọi là "vùng cấm" của ngôi sao của nó — một khu vực rất gần sao lùn trắng đến nỗi bất kỳ thế giới nào bên trong đều phải bị phá hủy khi ngôi sao mở rộng trong giai đoạn sao khổng lồ đỏ của nó, phát triển gấp nhiều lần kích thước ban đầu trước khi co lại thành hình dạng hiện tại, dày đặc, có kích thước bằng Trái đất.
"Đây là bằng chứng thuyết phục cho thấy các hành tinh không chỉ có thể sống sót sau cái chết dữ dội của ngôi sao của chúng mà còn di chuyển vào quỹ đạo mà trước đây chúng ta không nhất thiết mong đợi chúng tồn tại", Limbach cho biết. Ngoài việc tinh chỉnh các mô hình tiến hóa hành tinh, những phát hiện này cho thấy rằng sự di cư như vậy có thể là chìa khóa để di chuyển các hành tinh vào "vùng có thể ở được" của các sao lùn trắng, nơi sự sống như chúng ta biết có thể xuất hiện.
"Đó là một quá trình hấp dẫn và sự xác nhận này cung cấp cho chúng ta bằng chứng quan sát đầu tiên rằng nó có thể xảy ra", Limbach cho biết.
Ở nhiệt độ lạnh giá -125 độ F (-87 độ C), WD 1856+534 b là hành tinh lạnh nhất từng được quan sát trực tiếp, vượt qua kỷ lục trước đó, Epsilon Indi Ab, có nhiệt độ khoảng 35 độ F (2 độ C).
Mặc dù JWST vẫn chưa đạt đến khả năng lý thuyết của nó là phát hiện các hành tinh lạnh tới -324,67 độ F (-198,15 độ C), nhưng các chương trình sắp tới đều hướng tới mục tiêu đạt đến ngưỡng đó. Và, nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, những dữ liệu sắp tới sẽ đẩy nhanh việc phát hiện nhiệt độ, độ tuổi và khối lượng của các ngoại hành tinh tương tự như Sao Mộc và Sao Thổ.
Những câu chuyện liên quan:
— Những nghi ngờ về dấu hiệu của sự sống ngoài hành tinh trên ngoại hành tinh K2-18b đang gia tăng: 'Đây là bằng chứng về quá trình khoa học đang diễn ra'
— Loại vi khuẩn kỳ lạ này liên kết với từ trường của Trái đất và cần bạn bè để tồn tại
— Bằng chứng về Hành tinh 9 gây tranh cãi được phát hiện trong các cuộc khảo sát bầu trời cách nhau 23 năm
"Đó là một bước tiến lớn", Limbach cho biết. "Đây là cơ hội hiếm có để đặt hệ mặt trời của chúng ta vào bối cảnh thiên hà rộng lớn hơn."
Limbach và nhóm của cô có kế hoạch thực hiện quan sát JWST thứ hai của hệ thống WD 1856+534 vào tháng 7 này. Bằng cách so sánh vị trí của hệ thống với các ngôi sao nền một năm sau lần quan sát ban đầu, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ phát hiện ra bất kỳ hành tinh bổ sung nào có thể bị ràng buộc về mặt hấp dẫn với ngôi sao.
Việc phát hiện ra một hành tinh khác có thể giải thích cách WD 1856+534 b di chuyển đến quỹ đạo gần hiện tại của nó xung quanh sao lùn trắng. Ngay cả khi không tìm thấy hành tinh nào khác, dữ liệu theo dõi sẽ giúp các nhà thiên văn học thu hẹp các giải thích khả thi khác về cách các thế giới như WD 1856+534b quay quanh các sao lùn trắng ở khoảng cách gần như vậy, Limbach cho biết.
"Dù bằng cách nào, đây cũng là bước tiếp theo quan trọng để tìm ra cách các hệ thống này tiến hóa."
Nghiên cứu này được trình bày chi tiết trong bài báo in trước được đăng lên kho lưu trữ arXiv hiện vẫn chưa được bình duyệt.
Các quan sát của Kính viễn vọng không gian James Webb về ngoại hành tinh có tên WD 1856+534 b cũng xác nhận đây là ngoại hành tinh lạnh nhất cho đến nay, có thể mở đường cho các nghiên cứu chi tiết đầu tiên về khí quyển của các ngoại hành tinh khí khổng lồ và giúp chúng ta ngữ cảnh hóa hệ mặt trời của chúng ta ở quy mô vũ trụ.
"Tất cả chúng tôi đều hơi ngạc nhiên — và phấn khích — khi phát hiện ra rằng thực tế, đó là một hành tinh, và là một hành tinh thực sự lạnh giá", Mary Anne Limbach, một nhà thiên văn học tại Đại học Michigan, người đứng đầu nghiên cứu mới, nói với Space.com.
WD 1856+534 b, một hành tinh có kích thước bằng Sao Mộc nằm cách Trái Đất khoảng 80 năm ánh sáng, là lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2020. Nó quay quanh một sao lùn trắng — phần lõi còn sót lại của một ngôi sao từng giống mặt trời — cứ sau 1,4 ngày. Ban đầu, các nhà khoa học không chắc chắn liệu vật thể này là một hành tinh hay một sao lùn nâu, cái gọi là "ngôi sao thất bại" của vũ trụ, vì họ chỉ có dữ liệu nhiệt độ hạn chế về nó từ Kính viễn vọng không gian Spitzer hiện đã ngừng hoạt động. Tuy nhiên, dữ liệu mới từ JWST hiện đã cung cấp các phép đo nhạy hơn nhiều, cho phép các nhà thiên văn học phát hiện trực tiếp ánh sáng của hành tinh và đo khối lượng và nhiệt độ của nó.
Kết quả xác nhận rằng WD 1856+534 b thực sự là một hành tinh.
Điều khiến xác nhận này trở nên đặc biệt hấp dẫn là sự tồn tại của hành tinh trong cái gọi là "vùng cấm" của ngôi sao của nó — một khu vực rất gần sao lùn trắng đến nỗi bất kỳ thế giới nào bên trong đều phải bị phá hủy khi ngôi sao mở rộng trong giai đoạn sao khổng lồ đỏ của nó, phát triển gấp nhiều lần kích thước ban đầu trước khi co lại thành hình dạng hiện tại, dày đặc, có kích thước bằng Trái đất.
"Đây là bằng chứng thuyết phục cho thấy các hành tinh không chỉ có thể sống sót sau cái chết dữ dội của ngôi sao của chúng mà còn di chuyển vào quỹ đạo mà trước đây chúng ta không nhất thiết mong đợi chúng tồn tại", Limbach cho biết. Ngoài việc tinh chỉnh các mô hình tiến hóa hành tinh, những phát hiện này cho thấy rằng sự di cư như vậy có thể là chìa khóa để di chuyển các hành tinh vào "vùng có thể ở được" của các sao lùn trắng, nơi sự sống như chúng ta biết có thể xuất hiện.
"Đó là một quá trình hấp dẫn và sự xác nhận này cung cấp cho chúng ta bằng chứng quan sát đầu tiên rằng nó có thể xảy ra", Limbach cho biết.
Ở nhiệt độ lạnh giá -125 độ F (-87 độ C), WD 1856+534 b là hành tinh lạnh nhất từng được quan sát trực tiếp, vượt qua kỷ lục trước đó, Epsilon Indi Ab, có nhiệt độ khoảng 35 độ F (2 độ C).
Mặc dù JWST vẫn chưa đạt đến khả năng lý thuyết của nó là phát hiện các hành tinh lạnh tới -324,67 độ F (-198,15 độ C), nhưng các chương trình sắp tới đều hướng tới mục tiêu đạt đến ngưỡng đó. Và, nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, những dữ liệu sắp tới sẽ đẩy nhanh việc phát hiện nhiệt độ, độ tuổi và khối lượng của các ngoại hành tinh tương tự như Sao Mộc và Sao Thổ.
Những câu chuyện liên quan:
— Những nghi ngờ về dấu hiệu của sự sống ngoài hành tinh trên ngoại hành tinh K2-18b đang gia tăng: 'Đây là bằng chứng về quá trình khoa học đang diễn ra'
— Loại vi khuẩn kỳ lạ này liên kết với từ trường của Trái đất và cần bạn bè để tồn tại
— Bằng chứng về Hành tinh 9 gây tranh cãi được phát hiện trong các cuộc khảo sát bầu trời cách nhau 23 năm
"Đó là một bước tiến lớn", Limbach cho biết. "Đây là cơ hội hiếm có để đặt hệ mặt trời của chúng ta vào bối cảnh thiên hà rộng lớn hơn."
Limbach và nhóm của cô có kế hoạch thực hiện quan sát JWST thứ hai của hệ thống WD 1856+534 vào tháng 7 này. Bằng cách so sánh vị trí của hệ thống với các ngôi sao nền một năm sau lần quan sát ban đầu, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ phát hiện ra bất kỳ hành tinh bổ sung nào có thể bị ràng buộc về mặt hấp dẫn với ngôi sao.
Việc phát hiện ra một hành tinh khác có thể giải thích cách WD 1856+534 b di chuyển đến quỹ đạo gần hiện tại của nó xung quanh sao lùn trắng. Ngay cả khi không tìm thấy hành tinh nào khác, dữ liệu theo dõi sẽ giúp các nhà thiên văn học thu hẹp các giải thích khả thi khác về cách các thế giới như WD 1856+534b quay quanh các sao lùn trắng ở khoảng cách gần như vậy, Limbach cho biết.
"Dù bằng cách nào, đây cũng là bước tiếp theo quan trọng để tìm ra cách các hệ thống này tiến hóa."
Nghiên cứu này được trình bày chi tiết trong bài báo in trước được đăng lên kho lưu trữ arXiv hiện vẫn chưa được bình duyệt.