Ẩn giấu bên trong không gian bất tận của vũ trụ, đang có tới hằng sa số thiên thể đang trôi dạt vô định ngang qua Trái Đất mà chúng ta không hề hay biết. Những thiên thể bí ẩn này được các nhà thiên văn học gọi là "hành tinh lang thang", hay "hành tinh du mục" (Rogue planet).
Khác với các hành tinh bình thường vốn quay xung quanh một ngôi sao chủ, các hành tinh lang thang không bị ràng buộc với bất kỳ ngôi sao nào. Giống như những bóng ma, chúng trôi dạt vô định trong không gian trống rỗng, không thuộc về thứ gì ngoại trừ bóng tối.
Một nghiên cứu được thực hiện gần đây đã chỉ ra có tới hơn một trăm tỷ hành tinh lang thang đang tồn tại trong dải Ngân Hà. Tuy nhiên, trong số 4000 ngoại hành tinh được phát hiện tới hiện tại, chỉ có một số lượng rất ít hành tinh lang thang được chúng ta tìm thấy.
Do nằm trôi nổi ở vùng không gian liên sao, nơi ánh sáng từ các ngôi sao không đủ mạnh chiếu tới, những hành tinh lang thang rất khó để phát hiện bằng cách phương pháp quan sát thông thường.
Bản thân các hành tinh lang thang được phát hiện thấy này đều có kích thước khổng lồ, với khối lượng gấp từ 2 đến 40 lần khối lượng của Sao Mộc (Sao Mộc có khối lượng gấp 300 lần so với Trái Đất).
Nhưng giờ đây, các nhà thiên văn học tin rằng họ đã phát hiện ra một hành tinh lang thang có kích thước và khối lượng xấp xỉ Trái Đất đang trôi dạt vô định trong Dải Ngân hà. Theo nhóm nghiên cứu, thế giới nhỏ bé này có thể là bằng chứng đầu tiên cho thấy một lượng rất lớn các hành tinh lang thang có kích thước bằng Trái đất đang tồn tại trong Dải Ngân Hà.
"Tỷ lệ phát hiện một thiên thể có khối lượng thấp như vậy là cực kỳ thấp", Przemek Mroz, tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
"Hoặc là chúng ta đã rất may mắn, hoặc những thiên thể như vậy rất phổ biến trong Dải Ngân hà. Chúng nhiều không kém gì các ngôi sao."
Sử dụng ‘kính lúp’ của Einstein để phát hiện hành tinh lang thang
Khi một ngoại hành tinh quá nhỏ hoặc quá xa để có thể quan sát trực tiếp, các nhà khoa học có thể phát hiện ra những hành tinh này từ lực hấp dẫn nhẹ mà nó tác động lên ngôi sao chủ (được gọi là phương pháp vận tốc xuyên tâm - radial velocity), hoặc bằng kĩ thuật tìm kiếm tín hiệu quá cảnh (transit signal), vốn đo lường những thay đổi về ánh sáng khi ngoại hành tinh đi qua sao chủ.
Tuy nhiên, việc phát hiện các hành tinh lang thang bằng 2 phương pháp trên rất khó. Do nằm trôi nổi ở vùng không gian liên sao, nơi ánh sáng từ các ngôi sao không đủ mạnh chiếu tới, những hành tinh giống như ‘bóng ma’ này rất khó để phát hiện.
Do vậy, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật được gọi là "khuếch đại hấp dẫn" (microlensing), vốn đo sự biến dạng của ánh sáng khi một ngôi sao di chuyển ngang qua phía trước ngôi sao khác khi nhìn từ Trái đất.
Nhìn từ Trái Đất, một hành tinh lang thang bẻ cong ánh sáng của ngôi sao đằng sau nó
Theo đó, ánh sáng từ ngôi sao ở xa hơn sẽ được khuếch đại dưới ảnh hưởng từ lực hấp dẫn của một thiên thể có khối lượng lớn, chẳng hạn như một hành tinh, theo thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein. Các nhà thiên văn học sẽ đo sự biến dạng của ánh sáng để tìm hiểu kĩ hơn về thiên thể đang đi ngang qua ngôi sao, bao gồm cả những hành tinh lang thang.
Đáng nói, các nhà thiên văn học lại ít có cơ hội để tìm kiếm các hành tinh lang thang bằng phương pháp này, do hiện tượng "microlensing" rất hiếm khi xảy ra trong vũ trụ.
"Cơ hội quan sát được hiện tượng microlensing là cực kỳ ít ỏi. Nếu chỉ quan sát một ngôi sao, chúng ta sẽ phải đợi gần một triệu năm để hiện tượng này xảy ra", nhà thiên văn Przemek Mroz cho biết.
May mắn thay, Mroz và các đồng nghiệp của ông không chỉ quan sát duy nhất một ngôi sao. Thay vào đó, họ đang theo dõi hàng trăm triệu ngôi sao tại khu vực trung tâm Dải Ngân hà để tìm kiếm bất kỳ dấu hiệu nào của hiện tượng "microlensing".
Vào tháng 6 năm 2016, họ đã phát hiện sự kiện microlensing ngắn nhất từng quan sát được tại khu vực trung tâm Dải Ngân hà, cách Trái đất khoảng 27.000 năm.
Tọa lạc tại khu vực có mật độ sao dày đặc nhất trong thiên hà, một ngôi sao đã sáng lên trong vòng 42 phút. Điều này cho thấy, một thiên thể nào đó đang đi ngang qua ngôi sao này. Các tính toán cho thấy, thiên thể này không bị ràng buộc với bất kỳ ngôi sao chủ nào trong vòng 8 đơn vị thiên văn (AU, hoặc gấp tám lần khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trời).
Điều này cho thấy đây chính là một ngoại hành tinh có kích thước nhỏ đang lang thang trong không gian, sau khi bị ‘bắn’ ra khỏi hệ sao của chúng sau một sự kiện nào đó. Theo nhóm nghiên cứu, đó là một "cột mốc lớn" đối với khoa học về sự hình thành hành tinh.
"Các lý thuyết về sự hình thành hành tinh đã dự đoán rằng phần lớn các hành tinh trôi nổi tự do phải có khối lượng bằng Trái đất hoặc nhỏ hơn, nhưng đây là lần đầu tiên chúng ta có thể tìm thấy một hành tinh có khối lượng thấp như vậy", đại diện nhóm nghiên cứu cho biết.
Tham khảo Live Science