Vụ nổ siêu tân tinh phá hủy các hành tinh có sẵn. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học quan sát các hành tinh quay quanh các ngôi sao neutron nhỏ, dày đặc, đã chết do siêu tân tinh để lại. Làm thế nào để các hành tinh đến đó?
Các nhà thiên văn học đã nghiên cứu pulsar Geminga (bên trong vòng tròn màu đen), được thấy ở đây di chuyển về phía trên bên trái. Vòng cung và hình trụ đứt nét màu cam cho thấy một ’sóng-nơ và một’ thức dậy có thể là chìa khóa cho sự hình thành hành tinh sau khi chết. Vùng hiển thị là 1,3 năm ánh sáng. Hình ảnh qua Jane Greaves / JCMT / EAO / RAS.
Cuộc họp thiên văn học của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia Hoàng gia diễn ra vào tuần này (2-6 / 7/2017) tại Yorkshire, Anh. Một bài thuyết trình thú vị đến từ các nhà thiên văn học Jane Greaves và Wayne Holland, người tin rằng họ đã tìm thấy câu trả lời cho bí ẩn 25 năm về cách các hành tinh hình thành xung quanh các ngôi sao neutron, về cơ bản là những ngôi sao chết do vụ nổ siêu tân tinh để lại. Những nhà thiên văn học này đã nghiên cứu pulsar Geminga, được cho là một ngôi sao neutron do siêu tân tinh để lại khoảng 300.000 năm trước. Vật thể này được biết là đang di chuyển cực nhanh qua thiên hà của chúng ta và các nhà thiên văn học đã quan sát thấy một cung sóng, thể hiện trong hình trên, điều đó có thể rất quan trọng để hình thành các hành tinh sau khi chết.
Chúng ta biết mặt trời và Trái đất của chúng ta chứa các nguyên tố được rèn bên trong các ngôi sao, vì vậy chúng ta biết chúng ít nhất là các vật thể thế hệ thứ hai, được tạo ra từ bụi và khí được phóng ra ngoài vũ trụ bởi siêu tân tinh. Đây là chuyện bình thường - hãy gọi nó khỏe mạnh, nếu bạn sẽ - quá trình hình thành sao.
Nhưng đó không phải là những gì các nhà thiên văn học nghiên cứu. Thay vào đó, họ nhìn vào môi trường khắc nghiệt xung quanh một ngôi sao neutron - loại sao mà chúng ta thường quan sát như một pulsar - một tàn dư siêu sao dày đặc, bị siêu tân tinh bỏ lại.
Phát hiện lần đầu tiên được xác nhận về các hành tinh ngoài hệ mặt trời - hoặc các hành tinh quay quanh mặt trời xa xôi - đến vào năm 1992, khi các nhà thiên văn tìm thấy một số hành tinh có khối lượng lớn trên mặt đất quay quanh các xung PSR B1257 + 12. Kể từ đó, họ đã biết rằng các hành tinh quay quanh các ngôi sao neutron là cực kỳ hiếm; ít nhất, rất ít đã được tìm thấy.
Do đó, các nhà thiên văn học đã hoang mang về việc các hành tinh sao neutron đến từ đâu. Tuyên bố của Greaves và Holland Holland cho biết:
Vụ nổ siêu tân tinh sẽ phá hủy mọi hành tinh đã có từ trước, và vì vậy, sao neutron cần thu giữ nhiều nguyên liệu thô hơn để tạo thành những người bạn đồng hành mới. Những hành tinh sau khi chết này có thể được phát hiện bởi vì lực hấp dẫn của chúng làm thay đổi thời gian phát ra các xung vô tuyến từ sao neutron, hay ‘pulsar, điều đó khiến chúng ta vượt qua rất thường xuyên.
Greaves và Holland tin rằng họ đã tìm ra cách để điều này xảy ra. Greaves nói:
Chúng tôi bắt đầu tìm kiếm các nguyên liệu thô ngay sau khi các hành tinh xung được công bố. Chúng tôi đã có một mục tiêu, pulsar Geminga nằm cách chòm sao Song Tử 800 năm ánh sáng. Các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ đã tìm thấy một hành tinh ở đó vào năm 1997, nhưng sau đó đã giảm giá vì những trục trặc trong thời gian. Vì vậy, nó đã muộn hơn nhiều khi tôi xem qua dữ liệu thưa thớt của chúng tôi và cố gắng tạo ra một hình ảnh.
Hai nhà khoa học đã quan sát Geminga bằng Kính viễn vọng James Clerk Maxwell (JCMT) gần đỉnh Mauna Kea ở Hawaii. Ánh sáng mà các nhà thiên văn học phát hiện có bước sóng khoảng nửa milimet, không nhìn thấy được bằng mắt người và phải vật lộn để vượt qua bầu khí quyển Trái đất. Họ đã sử dụng một hệ thống camera đặc biệt có tên SCUBA và nói:
Những gì chúng tôi thấy là rất mờ nhạt. Để chắc chắn, chúng tôi đã quay lại nó vào năm 2013 với chiếc máy ảnh mới mà đội ngũ có trụ sở tại Edinburgh của chúng tôi đã chế tạo, SCUBA-2, mà chúng tôi cũng đã đưa vào JCMT. Kết hợp hai bộ dữ liệu đã giúp đảm bảo chúng ta chỉ thấy một số cổ vật mờ nhạt.
Cả hai hình ảnh cho thấy một tín hiệu về phía pulsar, cộng với một vòng cung xung quanh nó. Greaves nói:
Điều này có vẻ giống như một làn sóng cung. Geminga đang di chuyển cực kỳ nhanh qua thiên hà của chúng ta, nhanh hơn nhiều so với tốc độ âm thanh trong khí liên sao. Chúng tôi nghĩ rằng vật chất bị cuốn vào sóng cung, và sau đó một số hạt rắn trôi dạt về phía pulsar.
Tính toán của cô cho thấy chiếc bẫy liên sao bị kẹt này cộng lại ít nhất gấp vài lần khối lượng Trái đất. Vì vậy, các nguyên liệu thô có thể đủ để tạo ra các hành tinh trong tương lai. Tuy nhiên, Greaves cảnh báo rằng cần nhiều dữ liệu hơn để giải quyết câu đố của các hành tinh quay quanh các sao neutron:
Hình ảnh của chúng tôi khá mờ, vì vậy chúng tôi đã áp dụng thời gian trên Atacama Large Millim Array quốc tế - ALMA - để biết thêm chi tiết. Chúng tôi chắc chắn hy vọng sẽ nhìn thấy không gian này quay quanh quỹ đạo độc đáo xung quanh pulsar, chứ không phải là một đốm màu xa xôi của nền thiên hà!
Nếu dữ liệu ALMA xác nhận mô hình mới của họ cho Geminga, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ khám phá một số hệ thống xung tương tự và góp phần thử nghiệm ý tưởng hình thành hành tinh bằng cách thấy nó xảy ra trong môi trường kỳ lạ. Tuyên bố của họ cho biết:
Điều này sẽ tăng thêm sức nặng cho ý tưởng rằng sự ra đời của hành tinh là phổ biến trong vũ trụ.
Cuộc họp thiên văn học quốc gia RAS về:
Tweets của rasnam2017
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học đã quan sát thấy một cung sóng xung quanh một vật thể trong thiên hà của chúng ta gọi là Geminga - được cho là một ngôi sao neutron và pulsar. Họ tin rằng sóng cung có thể rất quan trọng để hình thành các hành tinh sau khi chết, đó là các hành tinh quay quanh các sao neutron.