Lần đầu quan sát 74 vành đai sao chổi ngoài hệ: Hé lộ sự hình thành hành tinh

Bảng tóm tắt nghiên cứu: Quan sát trực tiếp exocomet belt

Những “tàn dư” của hệ hành tinh vừa được lộ diện

Trong Hệ Mặt Trời, có vành đai Kuiper chứa :

• sao chổi
• vật chất băng
• “tàn dư” từ thời hình thành

Nhưng ở các hệ sao khác:

• Rất khó quan sát
• Kích thước nhỏ
• Khoảng cách cực xa

Nghiên cứu này lần đầu: Quan sát trực tiếp hàng chục vành đai exocomet

Exocomet belt là gì?

Là vùng chứa:

• sao chổi
• băng
• vật chất nhỏ (dust, pebble)

Bao quanh một ngôi sao

Hiểu đơn giản: Giống “kho vật liệu thừa” sau khi hành tinh hình thành

Bối cảnh nghiên cứu

Trong các hệ hành tinh, những vành đai chứa sao chổi và vật chất băng giá đóng vai trò quan trọng trong việc phản ánh quá trình hình thành và tiến hóa, tương tự như vành đai Kuiper trong Hệ Mặt Trời, tuy nhiên do kích thước nhỏ và khoảng cách xa, việc quan sát trực tiếp các vành đai exocomet quanh các ngôi sao khác trước đây rất hạn chế, khiến hiểu biết về cấu trúc và sự phát triển của chúng vẫn còn nhiều khoảng trống.

Quá trình nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu quốc tế đã thực hiện khảo sát REASONS, sử dụng các kính thiên văn hiện đại để ghi nhận ánh sáng phát ra từ các hạt vật chất kích thước milimet trong các vành đai, từ đó dựng lại hình ảnh và cấu trúc của chúng, đồng thời phân tích dữ liệu trên nhiều hệ sao ở các độ tuổi khác nhau nhằm so sánh sự thay đổi theo thời gian và xác định các đặc điểm chung trong quá trình tiến hóa.

Kết quả nghiên cứu

Kết quả cho thấy lần đầu tiên các nhà khoa học có thể quan sát trực tiếp 74 vành đai exocomet với độ chi tiết cao, trong đó các vành đai này có nhiệt độ rất thấp, dao động từ khoảng -250 đến -150°C, và có cấu trúc đa dạng, khi một số hệ có dạng vòng hẹp rõ ràng trong khi các hệ khác lại trải rộng như đĩa, thậm chí nhiều hệ còn xuất hiện các vòng lệch tâm hoặc nhiều lớp cấu trúc, cho thấy sự ảnh hưởng của các hành tinh chưa được phát hiện.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các hệ trẻ có lượng vật chất “pebble” dồi dào hơn, nhưng số lượng này giảm dần theo thời gian và giảm nhanh hơn ở những vành đai nằm gần sao trung tâm, đồng thời độ dày theo phương thẳng đứng của các vành đai cho thấy sự tồn tại của các vật thể lớn, có thể lên tới khoảng 140 km, đóng vai trò định hình cấu trúc và động lực học của hệ.

Kết luận

Khảo sát REASONS đã cung cấp cái nhìn toàn diện nhất từ trước đến nay về các vành đai sao chổi ngoài Hệ Mặt Trời, không chỉ giúp hiểu rõ hơn quá trình hình thành và tiến hóa của các hệ hành tinh mà còn mở ra khả năng phát hiện gián tiếp các hành tinh chưa quan sát được, đồng thời tạo nền tảng dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo với các kính thiên văn thế hệ mới như James Webb và Extremely Large Telescope.