Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế vừa phát hiện ra một hệ hành tinh sao đôi mới. Không giống như các hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta, những hành tinh trong hệ hành tinh sao đôi xoay quanh hai ngôi sao thay vì một. Phát hiện về hành tinh sao đôi mới này là kết quả của công trình do nhóm nghiên cứu tại Đại học Birmingham dẫn đầu. Nghiên cứu vừa được đăng tải trên tạp chí Nature Astronomy. Tiến sĩ Rosemary Mardling đến từ Khoa Vật lý và Thiên văn học của Đại học Monash là đồng tác giả của nghiên cứu này.
"Cho đến nay, chúng ta đã biết về 12 hệ hành tinh sao đôi, nhưng đây mới chỉ là hệ hành tinh thứ hai được biết tới là có nhiều hơn một hành tinh quay quanh cặp sao đôi" - Tiến sĩ David Martin đến từ Đại học Bang Ohio, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.
Hành tinh mới được gọi là BEBOP-1c, xuất phát từ tên của dự án đã phát hiện ra nó. BEBOP là từ viết tắt của Binaries Escorted By Orbiting Planets (Những sao đôi được các hành tinh khác quay quanh). Hệ BEBOP-1 còn có tên gọi khác là hệ TOI-1338.
Sử dụng dữ liệu từ kính viễn vọng không gian TESS của NASA để tìm kiếm hành tinh bằng phương pháp quá cảnh thiên thể, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một hành tinh sao đôi có tên TOI-1338b trong cùng một hệ hành tinh vào năm 2020 khi nó nhiều lần đi qua phía trước ngôi sao lớn hơn trong số hai ngôi sao.
| Hình minh họa kỷ niệm khám phá hành tinh sao đôi BEBOP-1c bằng phương pháp vận tốc xuyên tâm. Nguồn: Amanda Smith, Đại học Birmingham. |
Theo Tiến sĩ Matthew Standing, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc tại Đại học Mở (UK), phương pháp quá cảnh thiên thể cho phép chúng ta đo kích thước của TOI-1338b, nhưng không đo được khối lượng - là thông số cơ bản nhất của hành tinh.
Nhóm BEBOP đã nghiên cứu hệ hành tinh này bằng phương pháp Doppler. Còn được gọi là phương pháp dao động hoặc phương pháp vận tốc xuyên tâm, phương pháp Doppler phụ thuộc vào việc đo tốc độ di chuyển của các ngôi sao. Đây cũng chính là phương pháp đã giúp phát hiện ra ngoại hành tinh đầu tiên, mang về cho hai nhà khoa học Mayor và Queloz giải Nobel năm 2019.
Nhóm nghiên cứu đã cố gắng đo khối lượng của hành tinh do TESS tìm thấy bằng cách lắp đặt thiết bị tiên tiến trên hai kính viễn vọng ở Sa mạc Atacama (Chile). Dù cố gắng hết sức trong nhiều năm nhưng họ đã không thành công. Thay vào đó, họ tìm thấy một hành tinh thứ hai, BEBOP-1c, và đã đo được khối lượng của nó. Chu kỳ quỹ đạo của BEBOP-1c là 215 ngày và khối lượng của nó gấp 65 lần Trái đất, nhỏ hơn khoảng 5 lần so với khối lượng của Sao Mộc.
Nhóm nghiên cứu đã gặp rất nhiều khó khăn để xác nhận về sự tồn tại của hệ hành tinh này bởi các kính viễn vọng ở Chile đã bị ngừng hoạt động trong 6 tháng vì đại dịch COVID, ngay lúc diễn ra một phần quan trọng trong hành trình quay quanh hai ngôi sao mẹ của nó. Phần đặc biệt này của quỹ đạo chỉ có thể được quan sát lại vào năm ngoái, cho phép nhóm nghiên cứu xác nhận khám phá của họ.
Mặc dù hiện tại, chúng ta mới chỉ tìm ra ra hai hành tinh quay quanh hệ hành tinh sao đôi TOI-1338/BEBOP-1, nhưng công việc của nhóm nghiên cứu hứa hẹn sẽ mở ra nhiều phát hiện trong tương lai.
Các hành tinh sao đôi rất hiếm nhưng lại đóng vai trò quan trọng trong việc giúp các nhà khoa học tìm hiểu về cách mà các hành tinh hình thành.
Tiến sĩ Rosemary Mardling đến từ Đại học Monash cho biết: "Với chu kỳ quỹ đạo gấp khoảng 6,5 lần so với hai hành tinh tâm quỹ đạo, BEBOP-1c đang ở khoảng cách gần nhất có thể với hai ngôi sao này - nếu tới gần hơn nữa, nó sẽ bị đẩy ra khỏi hệ hành tinh bởi trường hấp dẫn cực mạnh của cặp sao đôi. Và với chu kỳ quỹ đạo chỉ gấp đôi so với BEBOP-1c, TOI-1338b cũng đang rất gần với việc bị "ném khỏi tổ". Việc này giúp ta hiểu thêm về điều kiện hình thành của các hành tinh như vậy."
Các hành tinh được sinh ra trong một đĩa vật chất (còn được gọi là đĩa tiền hành tinh) bao quanh một ngôi sao trẻ hoặc một sao đôi, với khí, bụi và đá sỏi dần tập hợp lại với nhau để tạo thành các hành tinh. Hai ngôi sao hoạt động giống như một mái chèo khổng lồ, khuấy động và ngăn chặn các hành tinh hình thành ở bất cứ đâu ngoại trừ những nơi yên tĩnh cách xa cặp sao này.
Vậy nhưng các hành tinh TOI-1338/BEBOP-1 lại ở gần với sao đôi của chúng, cũng như tất cả các hành tinh sao đôi đã được phát hiện. Trên thực tế, đĩa tiền hành tinh đẩy chúng vào trong khi chúng hình thành và dừng chúng lại ngay trước khi chúng bị đẩy ra khỏi hệ hành tinh.
Mặc dù phương pháp vận tốc hướng tâm đã cho phép nhóm nghiên cứu đo khối lượng của BEBOP-1c, nhưng giờ họ sẽ thử đo kích thước của nó bằng phương pháp quá cảnh thiên thể.
Nhóm nghiên cứu quốc tế bao gồm các nhà thiên văn học từ Đại học Birmingham, Đại học Mở (UK), Đại học bang Ohio, Đại học Coimbra, Đài thiên văn Paris, Đại học Queen Mary London, Đài quan sát Lowell, Đại học Bắc Arizona, Đại học Aix-Marseille , Đại học St. Andrews, Đại học Porto, Đại học Liege, Đài thiên văn Geneva, Đại học Keele, Đại học Monash và Đại học Bang San Diego.
Các tổ chức tài trợ cho nghiên cứu này bao gồm Hội đồng Nghiên cứu châu Âu, Hội đồng Cơ sở Khoa học và Công nghệ, Leverhulme Trust, Cục Quản lý Hàng không và Vũ trụ Quốc gia, Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, Cơ quan Nghiên cứu Quốc gia Pháp, Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp, Quỹ Khoa học và Công nghệ Bồ Đào Nha, Quỹ Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Bỉ và quyền truy cập vào kính viễn vọng do Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu điều hành. Các quan sát được thực hiện tại Đài thiên văn Nam Âu, Chile.
