Phát hiện hệ ba thiên thể độc đáo, thách thức ranh giới giữa sao, hành tinh và mặt trăng

Nhóm nghiên cứu quốc tế dưới sự dẫn dắt của Kevin Hoy tại Kính thiên văn Rất Lớn (Very Large Telescope) thuộc Đài quan sát Nam châu Âu (ESO) tại Chile đã công bố phát hiện một hệ thiên thể đặc biệt bao gồm một vệ tinh quay quanh sao lùn nâu, trong khi sao lùn nâu này lại quay quanh một sao lùn đỏ nằm cách Trái Đất 72 năm ánh sáng. Phát hiện tạo tiền đề cho việc trong tương lai gần, công nghệ thiên văn có thể xác định được cả những mặt trăng đang quay quanh các hành tinh ở hệ sao khác, theo bài báo đăng trên tạp chí Nature.

Đến nay, các nhà thiên văn đã xác định hơn 6.000 hành tinh ngoài hệ Mặt Trời. Trong hệ Mặt Trời của chúng ta, hầu hết các hành tinh đều có mặt trăng, với sự đa dạng rất lớn về số lượng: Trái Đất chỉ có một mặt trăng, nhưng sao Thổ có gần 300 mặt trăng được biết đến. Vì vậy, các nhà khoa học cho rằng những hành tinh ngoài hệ Mặt Trời cũng có thể mang theo các mặt trăng quay quanh chúng. Tuy nhiên, việc phát hiện một "vệ tinh ngoại hành tinh" vẫn chưa thành công trước đây.

Sao lùn nâu là một dạng thiên thể có khối lượng lớn hơn hành tinh nhưng nhỏ hơn sao thực sự, không duy trì phản ứng nhiệt hạch lâu dài chuyển đổi hydro thành heli. Chúng chỉ có thể đốt cháy deuterium (hydro nặng) trong thời gian ngắn và sau đó nguội dần theo thời gian. Sao lùn nâu CD-35 2722 b, với khối lượng gấp 30 lần sao Mộc, quay quanh sao lùn đỏ cách chúng ta 72 năm ánh sáng và mất khoảng 870 năm để hoàn thành một vòng quay quanh sao mẹ.

Trong quan sát của nhóm Hoy, sao lùn nâu này có dấu hiệu "lảo đảo" trên quỹ đạo của mình. Nguyên nhân là lực hấp dẫn kéo của một thiên thể khác đang quay quanh sao lùn nâu. Thiên thể đồng hành này được xác định có khối lượng ít nhất tương đương sao Mộc và chu kỳ quay quanh sao lùn nâu là khoảng 170 ngày.

Trước phát hiện này, vấn đề đặt ra là cách gọi tên phù hợp cho thiên thể quay quanh sao lùn nâu. Kevin Hoy và cộng sự thận trọng khi gọi nó là "vệ tinh ngoại hành tinh có khối lượng hành tinh". Trong khi đó, Đài quan sát Nam châu Âu (ESO) mạnh dạn gọi đây là "vệ tinh ngoại mặt trăng" (exomoon). Tuy nhiên, từ trước đến nay, định nghĩa "vệ tinh ngoại mặt trăng" chỉ dành cho những vệ tinh quay quanh các hành tinh, không dành cho các thiên thể quay quanh sao lùn nâu.

Các tác giả của nghiên cứu lưu ý rằng theo quy ước hiện hành của Liên đoàn Thiên văn Quốc tế (IAU), những vật thể có khối lượng hành tinh quay quanh sao lùn nâu được xem là hành tinh. Điều này khiến ranh giới giữa sao, hành tinh và mặt trăng trong hệ CD-35 2722 trở nên mơ hồ và khó phân biệt.

Alice Zurlo, nhà thiên văn tại Đại học Diego Portales ở Chile tham gia phát hiện, nhận định rằng sự pha trộn giữa các loại thiên thể trong hệ CD-35 2722 khiến việc mô tả và phân loại trở nên phức tạp hơn nhiều. Điều này cũng đặt ra nhu cầu cần thiết phải xem xét lại và làm rõ các tiêu chí để phân loại mặt trăng và các vật thể liên quan trong vũ trụ.

Hệ thiên thể vừa được phát hiện hiện vẫn là duy nhất và đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc tìm kiếm các vệ tinh ngoại hành tinh, góp phần làm sáng tỏ cấu trúc đa dạng và phức tạp của vũ trụ bao la.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.