Buzz
Không gắn liền với bất kỳ ngôi sao nào, các hành tinh lang thang tự do di chuyển trong không gian vô tận, cô độc giữa vũ trụ. Mới đây, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã có thể đo được khối lượng của một hành tinh như vậy, mở ra những triển vọng mới trong việc khám phá những thế giới lạ lẫm này.
Khi nghĩ đến hành tinh, hình ảnh quen thuộc trong tâm trí chúng ta thường là những thiên thể quay quanh các ngôi sao, như Trái Đất quay quanh Mặt Trời. Tuy nhiên, ngoài những hệ sao trật tự này, vũ trụ cũng tồn tại những hành tinh không thuộc về bất kỳ ngôi sao nào, lang thang tự do trong không gian vũ trụ lạnh giá và mờ mịt. Dù đã được dự đoán từ lâu, nhưng việc nghiên cứu chi tiết về chúng vẫn là một thử thách lớn.
Vì bản chất cô độc, các hành tinh lang thang không có sao chủ để xác định quỹ đạo, khiến việc đo lường khối lượng và kích thước trở nên khó khăn. Ngoài ra, chúng cũng không phát sáng, làm cho việc quan sát trực tiếp càng trở nên phức tạp. Do đó, những hành tinh này từ lâu vẫn là những 'bóng ma' trong bức tranh vũ trụ.
Cột mốc quan trọng đến khi một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science. Một nhóm các nhà khoa học quốc tế, dưới sự dẫn dắt của Subo Dong từ Đại học Bắc Kinh, đã lần đầu tiên đo được khối lượng của hành tinh lang thang. Đây là thành tựu đáng chú ý, không chỉ vì kết quả này mà còn bởi phương pháp nghiên cứu mới mẻ mà nhóm đã áp dụng.
Thay vì cố gắng tìm hiểu quỹ đạo không tồn tại, nhóm của Dong đã tận dụng hiện tượng vi thấu kính hấp dẫn, một hiệu ứng được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein. Khi một vật thể có khối lượng lớn đi qua ánh sáng từ một ngôi sao xa xôi, lực hấp dẫn của nó sẽ làm cong không gian xung quanh, khiến ánh sáng bị bẻ cong và tạm thời sáng lên khi quan sát từ Trái Đất.
Điều đặc biệt trong nghiên cứu này là hiện tượng vi thấu kính đã được quan sát từ hai vị trí khác nhau: kính thiên văn trên Trái Đất và tàu quan sát không gian Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Mặc dù Gaia đã ngừng hoạt động, nhưng nó vẫn cung cấp những dữ liệu vô cùng quý giá. Hiện tượng được ghi nhận muộn hơn hai giờ so với Trái Đất, và sự chênh lệch này lại đóng vai trò quan trọng.
Theo Subo Dong, phương pháp này có thể được so sánh với cách chúng ta sử dụng hai mắt để cảm nhận chiều sâu. Bằng cách 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 xác định được khối lượng của nó, điều mà trước đây chưa từng làm được.
Kết quả cho thấy hành tinh lang thang này có khối lượng tương đương với sao Thổ, một hành tinh khí khổng lồ trong hệ Mặt Trời. Phát hiện này nhanh chóng thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học. Gavin Coleman, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Queen Mary London, cho biết 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 giữa quan sát từ Trái Đất và không gian.
Điều quan trọng hơn là việc xác định khối lượng không chỉ đơn thuần là một con số. Như Dong giải thích, đó là nền tảng để các nhà khoa học có thể đặt ra những câu hỏi lớn hơn về nguồn gốc của hành tinh này. Liệu nó đã từng quay quanh một ngôi sao rồi bị văng ra, hay nó được sinh ra ngay từ đầu như một kẻ lữ hành cô độc trong không gian vũ trụ?
Những câu hỏi này đặc biệt quan trọng trong việc hiểu cách các hệ hành tinh hình thành và phát triển. Nếu hành tinh lang thang phổ biến hơn so với những gì các nhà khoa học dự đoán, điều này có thể chỉ ra rằng các hệ sao trẻ thường xuyên trải qua những giai đoạn hỗn loạn, khi các hành tinh bị va chạm, bị tác động bởi lực hấp dẫn và cuối cùng bị tống ra khỏi quỹ đạo của sao chủ.
Triển vọng nghiên cứu về lĩnh vực này ngày càng sáng sủa 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 mở ra khả năng phát hiện hàng trăm hành tinh lang thang trong tương lai gần.
Với phương pháp đo khối lượng vừa được chứng minh hiệu quả, các nhà thiên văn học không chỉ dừng lại ở việc phát hiện mà còn có thể tiến xa hơn vào việc phân loại, so sánh và tái dựng lịch sử của những thế giới lang thang này.
“Cánh cửa khám phá một thế giới hành tinh hoàn toàn mới đã được mở ra,” Subo Dong nhấn mạnh. Trong bức tranh vũ trụ rộng lớn, những hành tinh cô đơn từng bị bỏ quên giờ đây dần dần được phát hiện, hứa hẹn sẽ mang đến những hiểu biết mới về cách các thế giới hình thành, tồn tại và đôi khi bị bỏ lại giữa không gian mênh mông.
