Phát hiện ngôi sao đang ăn thịt một hành tinh của nó

Hành tinh nóng nhất được trong Dải Ngân hà có lẽ cũng đang chịu số phận bạc mệnh của nó. Hành tinh nghiệt ngã ấy đang bị ngôi sao mẹ của nó ăn thịt, theo những quan sát do một thiết bị trên Kính thiên văn vũ trụ Hubble của NASA, Quang phổ kế Nguồn gốc Vũ trụ (COS) thực hiện. Hành tinh trên có lẽ chỉ còn lại 10 triệu năm nữa trước khi nó hoàn toàn bị nuốt chửng.

Đây là ảnh minh họa hành tinh ngoại WASP-12b. Nó là hành tinh nóng nhất được biết trong Dải Ngân hà, có khả năng bị chết yểu. Hành tinh trên chỉ cách ngôi sao bố mẹ kiểu mặt trời của nó 2 triệu dặm – chỉ bằng một phần khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời. Các lực hấp dẫn thủy triều từ ngôi sao kéo căng hành tinh thành hình quả trứng. Hành tinh trên quá nóng nên nó phồng lên đến mức khí quyển phía ngoài của nó tuôn về phía ngôi sao. Một cầu nối bồi tụ chạy về phía ngôi sao và vật chất bị hút vào một đĩa xoáy tít. Hành tinh trên có thể bị ngôi sao mẹ nuốt chửng hoàn toàn trong 10 triệu năm tới. Ảnh: NASA, ESA, và C. Haswell (Đại học Mở, Anh)

Hành tinh trên, tên gọi là WASP-12b, ở quá gần ngôi sao kiểu mặt trời của nó nên nó bị thiêu nóng cực độ đến gần 2800 độ Fahrenheit và bị bóp méo thành hình một quả bóng đá bởi những lực thủy triều cực lớn. Bầu khí quyển đã phình ra gần bằng ba lần bán kính Mộc tinh và đang trút vật chất lên trên ngôi sao. Hành tinh trên nặng hơn Mộc tinh khoảng 40%.

Hiệu ứng tráo đổi vật chất như thế này giữa hai vật thể dạng sao thường được trông thấy ở gần những hệ sao đôi, nhưng đây là lần đầu tiên nó được trông thấy khá rõ ràng đối với một hành tinh.

“Chúng tôi nhìn thấy một đám mây vật chất khổng lồ xung quanh hành tinh trên, nó đang thoát ra và sẽ bị ngôi sao thu lấy. Chúng tôi đã nhận ra các nguyên tố hóa học chưa từng thấy trước đây trên các hành tinh nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta”, phát biểu của thành viên đội, Carole Haswell, thuộc trường Đại học Mở Anh quốc.

Haswell và đội của bà đã công bố các kết quả trên số ra ngày 10 tháng 5, 2010 của tờ The Astrophysical Journal Letters.

Một bài báo lí thuyết công bố trên tạp chí khoa học Nature hồi tháng 2 rồi của Shu-Lin Li thuộc Khoa Thiên văn học tại trường Đại học Peking, Bắc Kinh, đã lần đầu tiên dự đoán rằng bề mặt của hành tinh trên sẽ bị bóp méo bởi lực hấp dẫn của ngôi sao, và các lực hấp dẫn thủy triều làm cho phần lõi bên trong nóng đến mức nó làm giãn ra đáng kể bầu khí quyển phía ngoài của hành tinh trên. Giờ thì kính Hubble đã xác nhận tiên đoán này.

WASP-12 là một ngôi sao lùn màu vàng nằm cách xa chúng ta xấp xỉ 600 năm ánh sáng trong chòm sao màu đông Ngự phu (Auriga). Hành tinh ngoại trên được phát hiện ra bởi chương trình Tìm kiếm Hành tinh Khu vực rộng (WASP) của Anh quốc hồi năm 2008. Chương trình khảo sát tự động đã tìm kiếm sự mờ đi tuần hoàn của các ngôi sao do các hành tinh đi qua phía trước chúng, một hiệu ứng gọi là sự đi qua. Hành tinh nóng trên ở quá gần ngôi sao nên nó quay trọn một vòng trong 1,1 ngày.

Độ nhạy tử ngoại không có tiền lệ của COS đã cho phép các phép đo sự mờ đi của ánh sáng của ngôi sao bố mẹ khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao. Những quan sát phổ tử ngoại này cho thấy các vạch phổ hấp thụ của nhôm, thiếc, mangan, và những nguyên tố khác, trở nên nổi bật khi khi hành tinh đi qua ngôi sao, nghĩa là những nguyên tố này tồn tại trong bầu khí quyển của hành tinh cũng như của ngôi sao. Thực tế COS có thể phát hiện ra những đặc điểm này trên một hành tinh mang lại bằng chứng mạnh mẽ cho thấy bầu khí quyển của hành tinh trên đã mở rộng ra nhiều vì nó quá nóng.

Quang phổ kế tử ngoại cũng được sử dụng để tính ra một đường cong ánh sáng để chỉ ra chính xác bao nhiêu ánh sáng của ngôi sao bị chặn lại trong lần đi qua. Chiều sâu của đường cong ánh sáng cho phép đội COS tính ra chính xác bán kính của hành tinh trên. Họ nhận thấy phần ngoài khí quyển hấp thụ tử ngoại mở rộng hơn nhiều so với khí quyển của một hành tinh bình thường có khối lượng 1,4 lần Mộc tinh. Nó mở rộng đến mức bán kính của hành tinh trên vượt quá thùy Roche của nó, ranh giới hấp dẫn mà ngoài đó vật chất sẽ bị mất mãi mãi khỏi khí quyển của hành tinh.

Theo PhysOrg.com