Phát hiện bất ngờ về sự ra đời của 7 hành tinh gần giống Trái Đất

Hệ sao TRAPPIST-1 gồm 7 hành tinh có thể đem về một cái nhìn “xuyên không” thú vị về quá khứ của thế giới chúng ta đang sống.

TRAPPIST-1 là ngôi sao lùn siêu lạnh cách chúng ta 38,8 năm ánh sáng trong chòm sao Bảo Bình. Nó có 7 hành tinh “con”, mỗi hành tinh đều có những đặc điểm tương đồng với Trái Đất, một số cái còn được kỳ vọng rằng có sự sống.

Một nghiên cứu mới đã “ngược dòng thời gian” để tìm hiểu cách 7 hành tinh thú vị đó ra đời.

Ngôi sao TRAPPIST-1 đỏ và lạnh và 7 hành tinh quay quanh – Ảnh: NASA/Robert Lea

Nhà thiên văn học Gabriele Pichierri từ Viện Công nghệ California (Caltech – Mỹ) và các cộng sự đã lập nên một mô hình để giải thích cấu hình quỹ đạo đặc biệt của hệ TRAPPIST-1.

Trước đó, người ta phát hiện các cặp hành tinh lân cận trong hệ sao này có tỉ lệ chu kỳ lần lượt là 8:5, 5:3, 3:2, 3:2, 4:3 và 3:2. Điều đó khiến chúng tạo thành một vũ điệu nhịp nhàng khi “khiêu vũ” quanh ngôi sao mẹ, gọi là sự cộng hưởng quỹ đạo. Tuy vậy, có một chút hơi “lạc nhịp”: TRAPPIST-1 b và TRAPPIST-1 c là 8:5; trong khi TRAPPIST-1 c và TRAPPIST-1 d là 5:3. Điều này đã vô tình tiết lộ về một lịch sử di cư hành tinh phức tạp bên trong hệ.

Theo các tác giả, hầu hết các hệ hành tinh được cho là đã bắt đầu ở các trạng thái cộng hưởng quỹ đạo, nhưng sau đó gặp phải sự bất ổn đáng kể trong vòng đời của chúng và trở nên lạc nhịp.

Mô hình cho thấy 4 hành tinh ban đầu của hệ, nằm gần sao mẹ, tiến hóa riêng lẻ trong chuỗi cộng hưởng 3:2 đều đặn.

Chỉ khi ranh giới bên trong của đĩa tiền hành tinh – tồn tại quanh các ngôi sao khi chúng còn trẻ và là đĩa vật liệu để kết tụ hành tinh – mở rộng ra bên ngoài thì quỹ đạo của chúng mới nới lỏng và thành cấu hình mà chúng ta quan sát ngày nay.

Hành tinh thứ tư, ban đầu nằm ở ranh giới bên trong của đĩa, di chuyển ra xa hơn, sau đó lại bị đẩy vào bên trong khi 3 hành tinh bên ngoài ra đời trong giai đoạn thứ 2 của quá trình hình thành hệ.

Phát hiện mới này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về một quá trình từng diễn ra khi hệ Mặt Trời còn sơ khai, bao gồm việc Sao Mộc – hành tinh hình thành đầu tiên – di chuyển và xô đẩy các hành tinh đang hoài thai còn lại.

Ngoài ra, kết quả nói trên cũng cho thấy Thái Dương hệ thuở “hồng hoang” là một thế giới khắc nghiệt hơn nhiều, với các vụ va chạm lớn đẩy 8 hành tinh trong hệ vào một vũ điệu lộn xộn như ngày nay.

Nghiên cứu mới vừa được công bố trên tạp chí khoa học Nature Astronomy.