Các nhà thiên văn học phát hiện ra 170 hành tinh ngoài hành tinh Rogue, Trove lớn nhất chưa từng có

Một sự hợp tác quốc tế của các nhà thiên văn học đang báo cáo về việc phát hiện ra từ 70 đến 170 hành tinh giả mạo, một thành tựu khoa học chưa từng có tiền lệ.

Hành tinh giả mạo cũng đáng sợ như bí ẩn. Lướt qua khoảng không gian tối của không gian giữa các vì sao, những hành tinh này không có sao chủ, đã rời khỏi hệ thống sao của chúng hoặc không bao giờ có hệ thống sao gốc ngay từ đầu. Các nhà thiên văn học lần đầu tiên biết về các hành tinh trôi nổi tự do vào những năm 1990, nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được giải đáp, chẳng hạn như điều kiện hình thành, kích thước và thành phần của chúng cũng như sự phong phú tương đối của chúng trong thiên hà.

Nghiên cứu được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Nature đang di chuyển kim về phía trước về những vấn đề thiên văn này, khi một nhóm các nhà khoa học đã phát hiện ra 170 hành tinh giả mạo trong một vùng lân cận của Dải Ngân hà được gọi là liên kết sao Thượng Scorpius OB (bởi "gần đó" chúng tôi " đang nói về cách chúng ta 420 năm ánh sáng). Điều này làm tăng gấp đôi tổng số hành tinh nổi tự do đã biết — một dấu hiệu cho thấy tổng dân số các hành tinh bất hảo trong thiên hà của chúng ta là rất lớn. Thật vậy, tổng số hành tinh giả mạo bị nghi ngờ ẩn náu trong Dải Ngân hà sẽ khiến Carl Sagan quá cố rất tự hào, vì nó có thể lên tới hàng tỷ tỷ - và có thể là hàng nghìn tỷ .

Các hành tinh giả mạo mới được phát hiện đã được phát hiện trong dữ liệu thiên văn có giá trị gần 20 năm, bao gồm các quan sát được thu thập bởi Đài quan sát Nam Âu, Kính viễn vọng Canada-Pháp-Hawaii, Kính viễn vọng Subaru và vệ tinh Gaia của ESA. Hervé Bouy, một nhà thiên văn học tại Đại học Bordeaux và là trưởng dự án, cho biết dữ liệu được cung cấp thông qua Kho lưu trữ dữ liệu thiên văn NOIRLab rộng lớn là "cơ bản cho nghiên cứu này", như ông giải thích trong một tuyên bố của NOIRLab .

Trong một email, Núria Miret-Roig, một nhà thiên văn học tại Đại học Bordeaux và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu mới, cho biết công trình mới bao gồm một "khu vực cực kỳ lớn trên bầu trời", khoảng 170 độ vuông, lớn hơn nhiều so với các cuộc khảo sát trước đây. “Điều này có thể thực hiện được nhờ vào việc tổng hợp tất cả các hình ảnh có sẵn trong các kho lưu trữ công cộng cùng với các quan sát của chính chúng tôi,” cô nói. Lượng dữ liệu khổng lồ — 80, 000 hình ảnh có tổng dung lượng 100 TB — yêu cầu nhóm “kết hợp các công cụ thống kê hiện đại với các kỹ thuật khai thác dữ liệu”.

Một khía cạnh quan trọng của nghiên cứu là kỹ thuật được sử dụng để phát hiện các hành tinh giả mạo. Việc phát hiện các hành tinh lơ lửng tự do là một thách thức, vì chúng không được liên kết với một ngôi sao chủ và không rõ ràng ngay lập tức chúng nằm ở đâu trong không gian rộng lớn. Cách tiếp cận truyền thống để phát hiện hành tinh giả mạo, microlensing, phụ thuộc vào sự sắp xếp ngẫu nhiên giữa một hành tinh giả mạo và một ngôi sao nền không liên quan. Vấn đề với microlensing là chúng có xu hướng là những sự kiện chỉ xảy ra một lần và hành tinh giả mạo có khả năng không bao giờ được nhìn thấy nữa. Việc không thể nghiên cứu một hành tinh ngoài hành tinh trong một thời gian dài là một hạn chế rất lớn.

Một khía cạnh thú vị của nghiên cứu mới là các hành tinh giả mạo mới được phát hiện có thể được nghiên cứu trong tương lai. Miret-Roig và các đồng nghiệp của cô đã làm việc với giả định rằng một số hành tinh giả mạo, chỉ mới hình thành cách đây vài triệu năm, vẫn còn nóng và như vậy có thể phát hiện trực tiếp bằng kính thiên văn. Đối với nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã xem xét 80.000 hình ảnh trường rộng đó, đo ánh sáng trên một loạt các bước sóng quang học và cận hồng ngoại. Nhóm nghiên cứu cũng đo các chuyển động cực nhỏ do các vật thể tạo ra, họ đã thực hiện để khẳng định thêm rằng chúng là hành tinh quay quanh không gian mà không có vật chủ.

Có tới 3.455 ứng cử viên đã được xác định, trong đó có 70 đến 170 vật thể có kích thước bằng Sao Mộc được coi là hành tinh ngoài giả mạo thực sự. Các nhà thiên văn học không thể xác định một con số chính xác do không chắc chắn liên quan đến tuổi giả định của khu vực và khối lượng của các vật thể.

“Chúng tôi có thể suy ra khối lượng riêng lẻ bằng cách so sánh độ sáng của mỗi hành tinh với các mô hình lý thuyết. Khó khăn chính là các hành tinh tương đối sáng khi chúng còn nhỏ và chúng nhanh chóng mờ đi theo thời gian, ”Miret-Roig giải thích. “Sau đó, nếu tuổi của hành tinh không được biết chính xác — đó là trường hợp trong mẫu của chúng tôi — thì thật khó để phân biệt một hành tinh lớn cũ với một hành tinh trẻ hơn nhưng ít lớn hơn”.

Một nghiên cứu tiếp theo để đo tuổi và khối lượng chính xác của những hành tinh ngoại giả giả mạo này đã được lên kế hoạch, cũng như một số quan sát quang phổ để “xác định các đặc tính vật lý khác như nhiệt độ hiệu dụng và thành phần,” cô nói. Các đài quan sát trong tương lai, chẳng hạn như với kính viễn vọng không gian Webb sắp tới, Kính viễn vọng Cực lớn (ELT) và Đài quan sát Vera C. Rubin, có thể xác thực thêm những kết quả này.

Một khía cạnh thú vị khác của nghiên cứu này là những gì nó cho chúng ta biết về các điều kiện mà các hành tinh giả mạo hình thành. Các lý thuyết nhằm giải thích sự tồn tại của những hành tinh như thế này. Chúng hình thành từ các đĩa tiền hành tinh xung quanh các ngôi sao chủ và sau đó được khởi động vào không gian giữa các vì sao, hoặc chúng hình thành từ sự sụp đổ của các đám mây khí quá nhỏ để tạo thành các ngôi sao.

Miret-Roig cho biết tổng số vật thể lạc quan sát được trong nghiên cứu mới “vượt quá số lượng hành tinh trôi nổi tự do dự kiến ​​nếu chúng chỉ hình thành giống như các ngôi sao từ sự sụp đổ của một đám mây phân tử nhỏ, cho thấy rằng các cơ chế khác phải đang hoạt động.” Do đó, các nhà thiên văn học “có thể nói rằng cả hai cơ chế đều phải hoạt động và sự đóng góp của các vụ phóng sinh vào quần thể cuối cùng phải là đáng kể.”

Cho rằng các hành tinh giả mạo có khả năng được tạo ra bởi cả hai quá trình, nên tổng số hành tinh giả mạo sẽ rất lớn. Giống như Carl Sagan khổng lồ. Nhờ những nghiên cứu tiếp theo sắp tới và kính thiên văn trong tương lai, chúng ta có thể hy vọng sẽ học hỏi được nhiều điều hơn nữa trong những năm tới.

Thêm : Các hành tinh giả có thể hình thành mà không có ngôi sao mẹ .