Không nương nhờ bất kỳ ngôi sao nào, cứ thế trôi dạt cô đơn giữa không gian mênh mông, các hành tinh lang thang từ lâu đã là một trong những bí ẩn khó nhằn nhất của giới thiên văn. Và giờ đây, lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà khoa học đã chính thức đo được khối lượng của một "cục cưng" như vậy – mở ra một chương hoàn toàn mới cho việc nghiên cứu những thế giới lạc lõng này
Khi nghĩ về hành tinh, ai cũng hình dung ra những thiên thể xoay quanh ngôi sao của mình, giống như Trái Đất quay quanh Mặt Trời vậy. Nhưng thực ra vũ trụ không chỉ có mỗi những hệ thống "có tổ chức" như thế đâu nhé! Ngoài kia còn tồn tại cả những hành tinh không thuộc về ngôi sao nào cả, lang thang tự do trong không gian lạnh lẽo và tối om. Trong nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học đã dự đoán sự tồn tại của những hành tinh "độc thân" này, thậm chí còn phát hiện gián tiếp, nhưng việc nghiên cứu kỹ về chúng thì gần như... mission impossible
Lý do thì rõ ràng rồi: không có sao chủ, các nhà thiên văn học không thể dựa vào quỹ đạo để suy ra khối lượng hay kích thước. Chúng cũng chẳng phát sáng, khiến việc quan sát trực tiếp càng khó hơn gấp bội. Chính vì thế, các hành tinh lang thang từ trước đến nay vẫn như những "bóng ma" trong bức tranh toàn cảnh vũ trụ vậy
Plot twist đến với một nghiên cứu mới vừa được đăng trên tạp chí Science đình đám! Nhóm khoa học quốc tế do Subo Dong – nhà thiên văn học thuộc Đại học Bắc Kinh – dẫn đầu đã lần đầu tiên đo được khối lượng của một hành tinh lang thang. Đây không chỉ là breakthrough vì kết quả cụ thể, mà còn vì phương pháp hoàn toàn mới mẻ mà team đã áp dụng
Thay vì cố quan sát quỹ đạo không tồn tại (lol), nhóm của Dong đã khai thác hiện tượng vi thấu kính hấp dẫn – một hiệu ứng được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein. Nghe fancy nhưng ý tưởng khá đơn giản: khi một vật thể có khối lượng đủ lớn đi ngang qua đường truyền ánh sáng từ một ngôi sao ở rất xa, lực hấp dẫn của nó sẽ làm cong không gian xung quanh, khiến ánh sáng bị bẻ cong và tạm thời sáng lên khi nhìn từ Trái Đất
Điểm chốt của nghiên cứu này nằm ở chỗ: hiện tượng vi thấu kính được quan sát từ HAI vị trí khác nhau – các kính thiên văm trên Trái Đất và tàu quan sát không gian Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Gaia tuy đã ngừng hoạt động nhưng vẫn cung cấp data cực kỳ quý giá. Hiện tượng mà Gaia ghi nhận muộn hơn khoảng hai giờ so với Trái Đất. Sự chênh lệch tí tẹo này lại mang ý nghĩa quyết định luôn!
Theo Subo Dong, phương pháp này có thể hiểu như cách con người dùng hai mắt để cảm nhận chiều sâu ấy. Nhờ quan sát từ hai "góc nhìn" khác nhau trong không gian, các nhà khoa học có thể tính toán chính xác khoảng cách của hành tinh lang thang, từ đó suy ra khối lượng của nó – điều chưa bao giờ làm được trước đây
Kết quả cho thấy hành tinh lang thang này có khối lượng xấp xỉ sao Thổ, một hành tinh khí khổng lồ trong hệ Mặt Trời. Phát hiện này lập tức gây bão trong cộng đồng khoa học. Gavin Coleman, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Queen Mary London, nhận định đây là lần đầu tiên khối lượng của một hành tinh lang thang được xác định một cách rõ ràng và trực tiếp, nhờ sự kết hợp độc đáo giữa quan sát từ mặt đất và không gian.
Nhưng quan trọng hơn, việc biết được khối lượng không chỉ là một con số đơn thuần đâu. Theo Dong, đó là điểm khởi đầu để các nhà khoa học đặt ra những câu hỏi lớn hơn về nguồn gốc của hành tinh này. Nó được hình thành ra sao? Nó từng quay quanh một ngôi sao rồi bị "đá" văng ra ngoài, hay nó sinh ra đã là một kẻ lữ hành cô độc trong vũ trụ rồi?
Những câu hỏi này có ý nghĩa đặc biệt trong việc hiểu cách các hệ hành tinh hình thành và tiến hóa. Nếu các hành tinh lang thang phổ biến hơn dự đoán, điều đó có thể cho thấy các hệ sao trẻ thường xuyên trải qua những giai đoạn hỗn loạn, nơi các hành tinh bị va chạm, tương tác hấp dẫn và cuối cùng bị tống khứ ra khỏi "nhà" của mình
Triển vọng nghiên cứu lĩnh vực này càng trở nên sáng sủa hơn khi NASA chuẩn bị phóng Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman vào tháng 9 tới. Theo David Bennet, nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Đại học Maryland và NASA, Roman có khả năng khảo sát toàn bộ bầu trời với tốc độ nhanh hơn Hubble tới 1.000 lần. Điều này đồng nghĩa với việc hàng trăm hành tinh lang thang có thể được phát hiện trong tương lai gần
Và với phương pháp đo khối lượng vừa được chứng minh là siêu hiệu quả, các nhà thiên văn học sẽ không chỉ dừng lại ở việc phát hiện, mà còn có thể đi sâu hơn vào việc phân loại, so sánh và dựng lại lịch sử của những thế giới lang thang này.
Nguồn: genk.vn