Khoảng một nửa trong số các ngôi sao trong Thiên hà của chúng ta là thành viên của một hệ sao đôi, ba sao hoặc nhiều sao hơn. Những quan sát với kính viễn vọng không gian Kepler cho thấy một hệ đa sao cũng có thể là nơi cư trú của những ngoại hành tinh. Sự hình thành hành tinh trong các hệ đa sao chưa được nghiên cứu nhiều và có thể rất khác biệt so với hệ sao đơn, như Mặt trời, do nhiễu loạn hấp dẫn gây ra bởi các sao thành phần.
Hình phác họa hệ sao GG Tau A. Bản quyền: ESO/L. Calçada
Để tìm hiểu quá trình hình thành hành tinh trong hệ đa sao, TS. Nguyễn Thị Phương, Phòng Vật lý Thiên văn và Vũ trụ, Trung tâm Vũ trụ Việt Nam cùng với các cộng sự từ Pháp, Chi Lê, Đài Loan, Mỹ và Ấn Độ đã thực hiện quan sát hệ ba sao có tên là GG Tau A. Đây là một hệ sao trẻ bao quanh bởi một vành khí và bụi mật độ lớn và một đĩa khí loãng hơn phía ngoài. Trước đó, năm 2014, sử dụng hệ giao thoa vô tuyến ALMA, quan sát phát xạ từ khí CO, TS. Anne Dutrey và các cộng sự đã phát hiện một “điểm nóng” bất thường trên đĩa vật chất bao quanh hệ sao có nhiệt độ cao hơn hai lần so với khu vực xung quanh. “Điểm nóng” này có thể đang che giấu một tiền hành tinh đang hình thành ở khoảng cách đến tâm hệ sao cỡ 10 lần khoảng cách từ Sao Hải Vương đến Mặt Trời.
Quan sát mới đây của TS. Nguyễn Thị Phương và cộng sự với ALMA có độ nhạy và độ phân giải cao hơn các quan sát trước đó đã lần đầu tiên cho thấy những cấu trúc phân bố khí dạng xoắn ốc nổi bật ở khu vực đĩa ngoài của GG Tau A, bắt đầu từ vị trí “điểm nóng”. Cấu trúc này rất giống với những cấu trúc tạo bởi một hành tinh đang hình thành dự đoán bởi các mô hình lý thuyết.
Ngoài cấu trúc xoắn ốc chính, nghiên cứu cũng cho thấy hai cấu trúc xoắn ốc khác ở khoảng cách lớn hơn và có thể được tạo thành bởi hai hành tinh khác. Phân tích cho thấy ba ứng cử viên hành tinh có tỉ lệ chu kỳ quỹ đạo rất gần với tỉ số 1:2:3. Cấu hình có tỉ số chu kỳ quỹ đạo bằng với tỉ số của các số nguyên nhỏ gọi là cộng hưởng quỹ đạo và là cấu hình giữ cho hệ hành tinh ở trạng thái ổn định hơn. Hành tinh trong cùng nằm ngay bên ngoài vành bụi giải thích cho độ sắc nét giới hạn ngoài của vành bụi.
Nghiên cứu này lần đầu tiên cung cấp bằng chứng về một hệ hành tinh đang hình thành quanh hệ đa sao GG Tau A. Nó cũng cho thấy vai trò quan trọng của cộng hưởng chu kỳ quỹ đạo trong quá trình hình thành hành tinh và vai trò quan trọng của các hành tinh trong việc định hình môi trường khí bụi quanh hệ sao – đặc biệt sự tồn tại vành bụi hết sức ấn tượng của hệ sao. Nghiên cứu này được Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS) đưa tin trong chuyên mục tin nổi bật.
Các cấu trúc xoắn ốc tạo ra bởi ba hành tinh GG Tau Ac (màu đen), GG Tau Ad (màu lam) và GG Tau Ae (màu xanh nước biển). Hai hình elip màu trắng biểu thị giới hạn trong và ngoài của vành bụi.
Phạm Ngọc Điệp
Tin về nghiên cứu đăng trên trang của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp
Công trình nghiên cứu đăng trên tạp chí Astronomy&Astrophysics
https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/03/aa37682-20/aa37682-20.html
