Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một hành tinh hiếm có quay theo "hướng ngược lại", thách thức các quy luật hình thành hành tinh trong một hệ sao đôi độc đáo.
Các nhà thiên văn học đã có một khám phá mang tính đột phá, thách thức hiểu biết thông thường về sự hình thành hành tinh trong các hệ sao đôi. Một hành tinh quay quanh theo hướng nghịch hành - ngược với chuyển động của các sao đôi - đã được xác nhận trong hệ sao Octantis. Khám phá này, được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 21 tháng 5 năm 2025 , thách thức các lý thuyết hiện có và mở ra cánh cửa mới cho việc nghiên cứu các hệ hành tinh trong môi trường sao đôi chật hẹp. Nghiên cứu do Giáo sư Man Hoi Lee và nhóm của ông từ Đại học Hồng Kông dẫn đầu, làm sáng tỏ cách thức một hành tinh như vậy có thể hình thành. Một phần quan trọng của câu đố là dữ liệu vận tốc xuyên tâm chính xác được thu thập bằng máy quang phổ HARPS của Đài quan sát Nam Âu, giúp xác nhận quỹ đạo bất thường của hành tinh.
Hệ thống nu Octantis, có tuổi đời khoảng 2,9 tỷ năm, bao gồm hai ngôi sao: nu Oct A , một sao cận khổng lồ có khối lượng gấp khoảng 1,6 lần Mặt Trời, và nu Oct B , bằng khoảng một nửa khối lượng Mặt Trời. Hai ngôi sao này quay quanh nhau với chu kỳ 1.050 ngày một lần. Mặc dù bằng chứng về một hành tinh quay quanh hệ thống này lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2004, nhưng chỉ nhờ những quan sát có độ chính xác cao gần đây, nhóm nghiên cứu mới có thể xác nhận chắc chắn sự hiện diện của hành tinh và quỹ đạo nghịch hành bất thường của nó.
Bản chất kỳ lạ của quỹ đạo nghịch hành trong hệ nhị phân
Trong hầu hết các hệ hành tinh , các hành tinh có xu hướng quay quanh cùng hướng với chuyển động của các ngôi sao chủ. Điều này thường là kết quả của cách các hệ này hình thành, với vật chất bao quanh các ngôi sao kết tụ theo cùng một hướng. Tuy nhiên, quỹ đạo nghịch hành của hành tinh nu Octantis - một quỹ đạo di chuyển ngược hướng với quỹ đạo của các ngôi sao - lại là một hiện tượng bất thường khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều năm. Những hành tinh như vậy cực kỳ hiếm và về mặt lý thuyết rất khó hình thành hoặc duy trì, đặc biệt là trong các hệ sao đôi, nơi ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ cả hai ngôi sao có thể khiến quỹ đạo hành tinh ổn định trở nên rất khó xảy ra.
Để xác nhận bản chất nghịch hành của quỹ đạo, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích kỹ lưỡng cả dữ liệu lưu trữ và dữ liệu vận tốc xuyên tâm mới, theo dõi chuyển động của một ngôi sao hướng về hoặc ra xa Trái Đất. Những quan sát này, được thu thập trong hơn 18 năm, đã xác nhận rằng quỹ đạo của hành tinh không chỉ nghịch hành mà còn gần như thẳng hàng với mặt phẳng quỹ đạo của các sao đôi. Khám phá này được hỗ trợ thêm bởi dữ liệu có độ chính xác cao bổ sung được thu thập bằng máy quang phổ HARPS .
Nghiên cứu của nhóm bổ sung thêm bằng chứng ngày càng tăng cho thấy các hành tinh nghịch hành có thể phổ biến hơn so với suy nghĩ trước đây, đặc biệt là trong các hệ thống có thành phần sao đã tiến hóa như sao lùn trắng. Trên thực tế, nghiên cứu này đặt ra khả năng các hành tinh như hành tinh trong chòm sao Octantis có thể mở ra một góc nhìn mới về sự hình thành và tiến hóa của các hệ hành tinh trong nhiều môi trường vũ trụ khác nhau.
Khám phá lịch sử của nu Octantis: Một ngôi sao lùn trắng và một hành tinh độc đáo
Việc hiểu toàn bộ lịch sử của hệ thống Nu Octantis là điều cần thiết để giải thích sự tồn tại của hành tinh bất thường này. Nu Oct B, ngôi sao thứ cấp của hệ, đã trải qua quá trình tiến hóa đáng kể trong hàng tỷ năm. Ban đầu, nó có khối lượng gấp khoảng 2,4 lần Mặt Trời. Tuy nhiên, cuối cùng nó đã tiến hóa thành sao lùn trắng sau khi cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân. Kết quả của quá trình biến đổi này, Nu Oct B hiện chỉ còn khoảng 25% khối lượng ban đầu.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng quá trình chuyển đổi của nu Oct B thành sao lùn trắng có thể là nguyên nhân gây ra vật chất bao quanh nó, điều này có thể ảnh hưởng đến sự hình thành của hành tinh. Một giả thuyết cho rằng hành tinh này có thể được hình thành từ một đĩa vật chất nghịch hành bị đẩy ra khỏi nu Oct B khi nó chuyển đổi thành sao lùn trắng. Một giả thuyết khác cho rằng hành tinh này có thể đã bị bắt giữ từ quỹ đạo thuận hành vào quỹ đạo nghịch hành hiện tại của nó quanh nu Oct A.
Trong nỗ lực làm rõ nguồn gốc của hệ thống, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra cấu hình ban đầu của các ngôi sao và quá trình tiến hóa của chúng theo thời gian. Phân tích của họ cho thấy hành tinh không thể hình thành xung quanh nu Oct A cùng lúc với các ngôi sao. Quá trình tiến hóa của nu Oct B và sự chuyển đổi của nó thành sao lùn trắng đóng vai trò quan trọng trong việc định hình trạng thái hiện tại của hệ thống. Ho Wan Cheng (Hồ Văn Thành), tác giả đầu tiên của bài báo, giải thích: "Chúng tôi phát hiện ra rằng hệ thống này có tuổi đời khoảng 2,9 tỷ năm và nu Oct B ban đầu có khối lượng gấp khoảng 2,4 lần Mặt trời và tiến hóa thành sao lùn trắng khoảng 2 tỷ năm trước. Phân tích của chúng tôi cho thấy hành tinh không thể hình thành xung quanh nu Oct A cùng lúc với các ngôi sao."
Một góc nhìn mới về các hành tinh thế hệ thứ hai
Nghiên cứu này giới thiệu khả năng hấp dẫn rằng hành tinh nu Octantis là hành tinh thế hệ thứ hai. Tiến sĩ Trifon Trifonov, đồng tác giả của nghiên cứu, cho rằng hành tinh này có thể đã bị bắt giữ từ quỹ đạo thuận hành quanh hệ sao đôi hoặc được hình thành từ vật liệu bị nu Oct B đẩy ra . Theo lời ông, "Chúng ta có thể đang chứng kiến trường hợp thuyết phục đầu tiên về một hành tinh thế hệ thứ hai; bị bắt giữ hoặc được hình thành từ vật liệu bị nu Oct B đẩy ra, hành tinh này đã mất hơn 75% khối lượng nguyên thủy để trở thành một sao lùn trắng". Nhận thức này mở ra những hướng mới để nghiên cứu quá trình tiến hóa của các hành tinh, đặc biệt là những hành tinh được hình thành trong hoàn cảnh bất thường hoặc bị bắt giữ từ các quỹ đạo khác.
Việc phát hiện ra các hành tinh nghịch hành thách thức các mô hình hình thành hành tinh truyền thống. Trong một hệ sao điển hình, các hành tinh được kỳ vọng sẽ di chuyển cùng hướng với ngôi sao chủ của chúng, đồng bộ với mô men động lượng góc chung của hệ. Sự tồn tại của một hành tinh nghịch hành trong một hệ sao đôi liên kết chặt chẽ như vậy có thể chỉ ra rằng các hệ thống này có khả năng thúc đẩy các môi trường hành tinh độc đáo, cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình di cư, bắt giữ hành tinh và hình thành hành tinh thứ cấp.
Nguồn: dailygalaxy
