Phát hiện nước trong hệ hành tinh cách Trái Đất 370 năm ánh sáng

Hệ hành tinh trẻ này, được biết tới là PDS 70 nằm cách chúng ta 370 năm ánh sáng. Ngôi sao nằm ở trung tâm của nó có tuổi đời khoảng 5,4 triệu năm tuổi và lạnh hơn Mặt trời. Quay quanh nó là các hành tinh khí khổng lồ. Các nhà nghiên cứu gần đây xác định được một trong số chúng, PDS-70b có lẽ có cùng quỹ đạo với hành tinh "chị em" thứ ba đang hình thành ở đây.

Hai đĩa khí và bụi khác nhau - các nguyên liệu cần thiết để hình thành cả sao và hành tinh, đang bao quanh ngôi sao trên. Đĩa bên trong và bên ngoài cách nhau 8 tỷ km. Các hành tinh khí khổng lồ quay quanh ngôi sao chủ nằm trong khoảng này.

Kính thiên văn James Webb đã phát hiện ra dấu hiệu của hơi nước ở đĩa bên trong, nằm cách ngôi sao chủ chưa đầy 160 triệu km. Các nhà thiên văn học tin rằng đĩa bên trong này là nơi các hành tinh đá nhỏ tương tự như các hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta hình thành nếu PDS 70 giống Hệ Mặt trời. Trong hệ hành tinh của chúng ta, Trái Đất nằm cách Mặt trời 150 triệu km.

Nghiên cứu trên được công bố trên tạp chí Nature.

"Chúng tôi từng quan sát được nước trong các đĩa bụi và khí khác nhưng không gần như vậy và không phải trong một hệ mà các hành tinh đang tập hợp. Chúng tôi đã chưa thể đưa ra những đo lường này trước khi có Kính thiên văn James Webb", chủ nhiệm nghiên cứu Giulia Perotti thuộc Viện Thiên Văn Max Planck tại Heidelberg, Đức cho hay trong một thông báo.

Các nhà nghiên văn học đã bất ngờ khi phát hiện ra hơi nước gần ngôi sao của hệ hành tinh PDS 70 khi xét tới tuổi của nó. PDS 70 tương đối già với một ngôi sao chứa đĩa hình thành hành tinh. Lượng khí và bụi trong các đĩa ở hệ hành tinh này giảm dần qua thời gian do hoạt động của ngôi sao chủ hoặc vật chất đã kết lại với nhau để hình thành các hành tinh. Nước chưa được phát hiện ở đĩa hình thành hành tinh với tuổi đời như vậy trước đó, khiến cho các nhà thiên văn học tin rằng hơi nước không thể tồn tại trong thời gian dài như vậy và bất kỳ sự hành tinh đá nào ở đây đều sẽ khô hạn.

Hiện chưa có hành tinh nào được phát hiện đang hình thành ở đĩa bên trong nhưng tất cả nguyên liệu cần thiết để hình thành chúng đã được tìm thấy. Sự hiện diện của hơi nước cho thấy các hành tinh có thể chứa nước ở một hình thức nào đó. Thời gian sẽ lý giải liệu các hành tinh có hình thành hay không và liệu chúng có tiềm năng cho sự sống hay không.

"Chúng tôi tìm thấy một lượng khá cao các hạt bụi nhỏ. Kết hợp với việc phát hiện ra hơi nước, đĩa bên trong là một nơi rất thú vị", tác giả nghiên cứu Rens Waters, Giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Radboud ở Hà Lan cho hay.

Nhưng hơi nước có nguồn gốc từ đâu?

Có thể các nguyên tử hydro và oxy đã kết hợp với nhau để tạo thành các phân tử nước ở đĩa bên trong hoặc các phân tử băng đang di chuyển từ đĩa ngoài lạnh hơn vào đĩa trong nóng hơn, khiến cho băng trở thành hơi nước.

Hơi nước có thể duy trì ổn định bất chấp việc nó gần ngôi sao chủ bởi các lớp bụi bảo vệ nó không bị phá hủy bởi tia cực tím của ngôi sao. Đội ngũ nghiên cứu đã lên kế hoạch quan sát kỹ hơn hệ hành tinh này bằng Kính thiên văn James Webb trong tương lai để tìm hiểu những bí ẩn khi một hệ hành tinh hình thành.

"Phát hiện này vô cùng thú vị bởi nó thăm dò khu vực mà các hành tinh đá tương tự Trái Đất hình thành", đồng tác giả nghiên cứu Thomas Henning, Giám đốc Viện Thiên văn học Max Planck cho hay.