Đó có phải là một con chim không? Hay là một chiếc máy bay? Không, đó là siêu sao Hải Vương! Nhưng hành tinh bắt chước Siêu nhân này không tự mình lao vút qua không gian. Nó đang bị kéo theo bởi ngôi sao mẹ của nó.
Các nhà khoa học của NASA đã phát hiện ra thứ mà họ nghi ngờ là ngôi sao siêu tốc đang lao vút qua không gian với một hành tinh giống sao Hải Vương theo sau. Hệ thống này dường như đang di chuyển với tốc độ đáng kinh ngạc là 1,2 triệu dặm một giờ (1,9 triệu km một giờ). Nếu phát hiện này được xác nhận, đây sẽ là hệ thống hành tinh ngoài hệ mặt trời, "hành tinh ngoài hệ mặt trời", nhanh nhất từng được nhìn thấy.
"Chúng tôi nghĩ rằng đây là cái gọi là thế giới siêu sao Hải Vương quay quanh một ngôi sao khối lượng thấp ở khoảng cách nằm giữa quỹ đạo của sao Kim và Trái Đất nếu nó nằm trong hệ mặt trời của chúng ta", trưởng nhóm Sean Terry, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA cho biết. "Nếu vậy, đây sẽ là hành tinh đầu tiên được phát hiện quay quanh một ngôi sao siêu tốc."
Ngôi sao và hành tinh mà nó kéo theo lần đầu tiên được ám chỉ trong dữ liệu thu thập từ năm 2011 nhờ sự liên kết ngẫu nhiên và một hiện tượng được Albert Einstein dự đoán lần đầu tiên vào năm 1915 trong lý thuyết kiệt tác của ông, thuyết tương đối rộng.
Thấu kính hấp dẫn trở nên hữu ích đối với những người săn hành tinh khi các hành tinh đi qua các ngôi sao nền không liên quan đến chúng. Cách các hành tinh này làm cong không gian gây ra một sự dịch chuyển nhỏ trong vị trí của các ngôi sao khi nhìn từ Trái đất.
Do đó, hiệu ứng này, được gọi là "thấu kính vi mô", có thể được sử dụng để phát hiện các hành tinh tối khác nằm ngoài giới hạn của hệ mặt trời nhưng thực tế là vô hình khi sử dụng thiên văn học dựa trên ánh sáng truyền thống.
"Xác định tỷ lệ khối lượng rất dễ dàng", thành viên nhóm nghiên cứu David Bennett, một nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Đại học Maryland, College Park và NASA Goddard, cho biết. "Khó hơn nhiều để tính toán khối lượng thực tế của chúng".
Bennett là một phần của nhóm nghiên cứu đứng sau khám phá năm 2011, nghi ngờ rằng các vật thể thấu kính là một ngôi sao có khối lượng bằng khoảng một phần năm khối lượng của Mặt trời và là một hành tinh có khối lượng gấp 29 lần Trái đất.
Ngoài ra, vật thể đầu tiên có thể là một "hành tinh lang thang" gần hơn, không có ngôi sao mẹ và có khối lượng gấp khoảng 4 lần Sao Mộc. Điều đó sẽ khiến vật thể thấu kính thứ hai trở thành một mặt trăng liên quan đến hành tinh này.
Để chấm dứt sự nhầm lẫn này, Bennett đã tham gia nhóm mới này và họ bắt đầu tìm kiếm dữ liệu do Đài quan sát Keck ở Hawaii và tàu vũ trụ theo dõi các ngôi sao thu thập được Gaia.
Nhóm nghiên cứu lý luận rằng nếu cặp thiên thể thấu kính này thực sự là một hành tinh lang thang và mặt trăng theo sau nó, thì nếu không có sự trợ giúp của ánh sáng sao nền thấu kính, chúng sẽ vô hình.
Tuy nhiên, nếu đây là một ngôi sao kéo theo một siêu sao Hải Vương, thì mặc dù hành tinh này quá mờ để nhìn thấy, nhưng ánh sáng từ ngôi sao sẽ giúp nhận dạng được nó.
Cuộc tìm kiếm này có vẻ đã thành công. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra một ngôi sao nghi ngờ mạnh nằm cách Trái đất khoảng 24.000 năm ánh sáng. Điều đó đặt ngôi sao ngay cạnh phần phình ra ở trung tâm của Ngân Hà, nơi các thiên thể sao tập trung dày đặc.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã xem xét vị trí của ngôi sao vào năm 2011 và so sánh với vị trí của nó vào năm 2021. Sự thay đổi vị trí trong hơn 10 năm đã tiết lộ tốc độ cao của hệ thống.
Mặc dù các nhà khoa học ước tính ngôi sao này đang kéo theo ngoại hành tinh của nó với tốc độ 1,2 triệu dặm/giờ, nhưng những gì họ đã kiểm tra cho đến nay chỉ biểu diễn chuyển động của nó theo hai chiều.
Hệ sao này cũng có thể đang di chuyển về phía hoặc ra xa Trái đất. Nếu đúng như vậy, điều này có thể đẩy tốc độ của nó lên tới hơn 1,3 triệu dặm/giờ (600 km/giây).
Điều này rất quan trọng vì tốc độ đó vượt quá vận tốc thoát ly của Ngân Hà. Điều đó có nghĩa là ngôi sao siêu tốc này và hành tinh của nó có thể sẽ thoát khỏi Ngân Hà và đi vào liên thiên hà, mặc dù quá trình này sẽ mất hàng triệu năm.
Câu chuyện liên quan:
— Kính viễn vọng không gian Hubble nhìn thấy một ngôi sao giận dữ và một hành tinh bốc hơi
— Kính viễn vọng không gian James Webb cho thấy hành tinh ngoài hệ mặt trời này là 'lựa chọn tốt nhất' của chúng ta để tìm ra một đại dương ngoài hành tinh
— 12 khám phá về hành tinh ngoài hệ mặt trời vào năm 2023
Giờ đây, nhóm nghiên cứu sẽ cố gắng xác định một cách thuyết phục xem vật thể thấu kính được phát hiện vào năm 2011 có thực sự là ngôi sao nghi vấn này hay không.
"Nếu các quan sát có độ phân giải cao cho thấy ngôi sao chỉ giữ nguyên vị trí, thì chúng ta có thể chắc chắn rằng "Nó không phải là một phần của hệ thống gây ra tín hiệu", thành viên nhóm nghiên cứu và nhà nghiên cứu Aparna Bhattacharya của Đại học Maryland cho biết. "Điều đó có nghĩa là mô hình hành tinh và mặt trăng ngoài hệ mặt trời được ưa chuộng".
Vượt ra ngoài hệ thống này, nhóm nghiên cứu này và các nhà khoa học khác hiện sẽ cố gắng khám phá thêm nhiều hành tinh liên quan đến các ngôi sao siêu tốc. Cuộc tìm kiếm này sẽ được thúc đẩy mạnh mẽ khi Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman được phóng vào tháng 5 năm 2027.
Roman cũng có thể giúp tìm hiểu nguyên nhân khiến một số ngôi sao có tốc độ đáng kinh ngạc như vậy được phóng lên.
"Trong trường hợp này, chúng tôi đã sử dụng MOA vì trường nhìn rộng của nó và sau đó tiếp tục sử dụng Keck và Gaia vì độ phân giải sắc nét hơn của chúng, nhưng nhờ tầm nhìn mạnh mẽ và chiến lược khảo sát đã lên kế hoạch của Roman, chúng tôi sẽ không cần phải dựa vào các kính viễn vọng bổ sung", Terry cho biết. "Roman sẽ làm tất cả."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào thứ Ba (ngày 10 tháng 2) trên Tạp chí Thiên văn học.
Các nhà khoa học của NASA đã phát hiện ra thứ mà họ nghi ngờ là ngôi sao siêu tốc đang lao vút qua không gian với một hành tinh giống sao Hải Vương theo sau. Hệ thống này dường như đang di chuyển với tốc độ đáng kinh ngạc là 1,2 triệu dặm một giờ (1,9 triệu km một giờ). Nếu phát hiện này được xác nhận, đây sẽ là hệ thống hành tinh ngoài hệ mặt trời, "hành tinh ngoài hệ mặt trời", nhanh nhất từng được nhìn thấy.
"Chúng tôi nghĩ rằng đây là cái gọi là thế giới siêu sao Hải Vương quay quanh một ngôi sao khối lượng thấp ở khoảng cách nằm giữa quỹ đạo của sao Kim và Trái Đất nếu nó nằm trong hệ mặt trời của chúng ta", trưởng nhóm Sean Terry, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA cho biết. "Nếu vậy, đây sẽ là hành tinh đầu tiên được phát hiện quay quanh một ngôi sao siêu tốc."
Ngôi sao và hành tinh mà nó kéo theo lần đầu tiên được ám chỉ trong dữ liệu thu thập từ năm 2011 nhờ sự liên kết ngẫu nhiên và một hiện tượng được Albert Einstein dự đoán lần đầu tiên vào năm 1915 trong lý thuyết kiệt tác của ông, thuyết tương đối rộng.
Thấu kính hấp dẫn trở nên hữu ích đối với những người săn hành tinh khi các hành tinh đi qua các ngôi sao nền không liên quan đến chúng. Cách các hành tinh này làm cong không gian gây ra một sự dịch chuyển nhỏ trong vị trí của các ngôi sao khi nhìn từ Trái đất.
Do đó, hiệu ứng này, được gọi là "thấu kính vi mô", có thể được sử dụng để phát hiện các hành tinh tối khác nằm ngoài giới hạn của hệ mặt trời nhưng thực tế là vô hình khi sử dụng thiên văn học dựa trên ánh sáng truyền thống.
Một ngôi sao và hành tinh của nó hay một hành tinh và mặt trăng của nó?
Trong trường hợp này, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra tín hiệu thấu kính vi mô chỉ ra hai vật thể vũ trụ. Họ xác định một trong những vật thể thấu kính này có khối lượng lớn hơn khoảng 2.300 lần so với vật thể đồng hành của nó, nhưng không thể xác định được khối lượng chính xác của các vật thể vì chúng đơn giản là quá xa."Xác định tỷ lệ khối lượng rất dễ dàng", thành viên nhóm nghiên cứu David Bennett, một nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Đại học Maryland, College Park và NASA Goddard, cho biết. "Khó hơn nhiều để tính toán khối lượng thực tế của chúng".
Bennett là một phần của nhóm nghiên cứu đứng sau khám phá năm 2011, nghi ngờ rằng các vật thể thấu kính là một ngôi sao có khối lượng bằng khoảng một phần năm khối lượng của Mặt trời và là một hành tinh có khối lượng gấp 29 lần Trái đất.
Ngoài ra, vật thể đầu tiên có thể là một "hành tinh lang thang" gần hơn, không có ngôi sao mẹ và có khối lượng gấp khoảng 4 lần Sao Mộc. Điều đó sẽ khiến vật thể thấu kính thứ hai trở thành một mặt trăng liên quan đến hành tinh này.
Để chấm dứt sự nhầm lẫn này, Bennett đã tham gia nhóm mới này và họ bắt đầu tìm kiếm dữ liệu do Đài quan sát Keck ở Hawaii và tàu vũ trụ theo dõi các ngôi sao thu thập được Gaia.
Nhóm nghiên cứu lý luận rằng nếu cặp thiên thể thấu kính này thực sự là một hành tinh lang thang và mặt trăng theo sau nó, thì nếu không có sự trợ giúp của ánh sáng sao nền thấu kính, chúng sẽ vô hình.
Tuy nhiên, nếu đây là một ngôi sao kéo theo một siêu sao Hải Vương, thì mặc dù hành tinh này quá mờ để nhìn thấy, nhưng ánh sáng từ ngôi sao sẽ giúp nhận dạng được nó.
Cuộc tìm kiếm này có vẻ đã thành công. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra một ngôi sao nghi ngờ mạnh nằm cách Trái đất khoảng 24.000 năm ánh sáng. Điều đó đặt ngôi sao ngay cạnh phần phình ra ở trung tâm của Ngân Hà, nơi các thiên thể sao tập trung dày đặc.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã xem xét vị trí của ngôi sao vào năm 2011 và so sánh với vị trí của nó vào năm 2021. Sự thay đổi vị trí trong hơn 10 năm đã tiết lộ tốc độ cao của hệ thống.
Mặc dù các nhà khoa học ước tính ngôi sao này đang kéo theo ngoại hành tinh của nó với tốc độ 1,2 triệu dặm/giờ, nhưng những gì họ đã kiểm tra cho đến nay chỉ biểu diễn chuyển động của nó theo hai chiều.
Hệ sao này cũng có thể đang di chuyển về phía hoặc ra xa Trái đất. Nếu đúng như vậy, điều này có thể đẩy tốc độ của nó lên tới hơn 1,3 triệu dặm/giờ (600 km/giây).
Điều này rất quan trọng vì tốc độ đó vượt quá vận tốc thoát ly của Ngân Hà. Điều đó có nghĩa là ngôi sao siêu tốc này và hành tinh của nó có thể sẽ thoát khỏi Ngân Hà và đi vào liên thiên hà, mặc dù quá trình này sẽ mất hàng triệu năm.
Câu chuyện liên quan:
— Kính viễn vọng không gian Hubble nhìn thấy một ngôi sao giận dữ và một hành tinh bốc hơi
— Kính viễn vọng không gian James Webb cho thấy hành tinh ngoài hệ mặt trời này là 'lựa chọn tốt nhất' của chúng ta để tìm ra một đại dương ngoài hành tinh
— 12 khám phá về hành tinh ngoài hệ mặt trời vào năm 2023
Giờ đây, nhóm nghiên cứu sẽ cố gắng xác định một cách thuyết phục xem vật thể thấu kính được phát hiện vào năm 2011 có thực sự là ngôi sao nghi vấn này hay không.
"Nếu các quan sát có độ phân giải cao cho thấy ngôi sao chỉ giữ nguyên vị trí, thì chúng ta có thể chắc chắn rằng "Nó không phải là một phần của hệ thống gây ra tín hiệu", thành viên nhóm nghiên cứu và nhà nghiên cứu Aparna Bhattacharya của Đại học Maryland cho biết. "Điều đó có nghĩa là mô hình hành tinh và mặt trăng ngoài hệ mặt trời được ưa chuộng".
Vượt ra ngoài hệ thống này, nhóm nghiên cứu này và các nhà khoa học khác hiện sẽ cố gắng khám phá thêm nhiều hành tinh liên quan đến các ngôi sao siêu tốc. Cuộc tìm kiếm này sẽ được thúc đẩy mạnh mẽ khi Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman được phóng vào tháng 5 năm 2027.
Roman cũng có thể giúp tìm hiểu nguyên nhân khiến một số ngôi sao có tốc độ đáng kinh ngạc như vậy được phóng lên.
"Trong trường hợp này, chúng tôi đã sử dụng MOA vì trường nhìn rộng của nó và sau đó tiếp tục sử dụng Keck và Gaia vì độ phân giải sắc nét hơn của chúng, nhưng nhờ tầm nhìn mạnh mẽ và chiến lược khảo sát đã lên kế hoạch của Roman, chúng tôi sẽ không cần phải dựa vào các kính viễn vọng bổ sung", Terry cho biết. "Roman sẽ làm tất cả."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào thứ Ba (ngày 10 tháng 2) trên Tạp chí Thiên văn học.
