Lần đầu tiên phát hiện hành tinh khiến sao chủ phát nổ dữ dội

Phát hiện này, được công bố ngày 2.7 trên tạp chí Nature, đã mở ra hướng nghiên cứu hoàn toàn mới về mối tương tác giữa hành tinh và sao trung tâm của nó.

Hành tinh được xác định là HIP 67522 b, có kích thước tương đương sao Mộc nhưng đang quay quanh ngôi sao chủ HIP 67522 theo một quỹ đạo cực gần, chỉ mất khoảng 7 ngày cho mỗi vòng quay. Chính sự gần gũi bất thường này đã dẫn đến một loạt hiện tượng từ tính mạnh mẽ chưa từng được ghi nhận trước đây.

Theo nhóm nghiên cứu quốc tế dẫn đầu bởi nhà vật lý thiên văn Ekaterina Ilin thuộc Viện Thiên văn học vô tuyến Hà Lan, trường từ của hành tinh đang tương tác với từ trường của ngôi sao theo cách gây nhiễu loạn và kích hoạt các đợt bùng phát năng lượng mạnh mẽ.

“Hành tinh dường như kích hoạt các đợt bùng phát vào những thời điểm cụ thể bằng cách truyền sóng dọc theo các đường sức từ của sao. Năng lượng mà hành tinh kích hoạt thấp hơn nhiều so với năng lượng của các vụ nổ, nhưng chính sự nhiễu loạn đó có thể là yếu tố châm ngòi cho các vụ bùng phát đã chờ sẵn”, bà Ilin cho biết.

Thông thường, các sao chủ là những quả cầu plasma khổng lồ, trong đó các ion và hạt tích điện liên tục vận động và tạo ra từ trường mạnh. Khi các đường sức từ này bị uốn cong và gãy đột ngột, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng các đợt bùng phát và đôi khi kèm theo các vụ phun trào plasma quy mô lớn, hiện tượng được gọi là coronal mass ejection (CME). Cho đến nay, các hiện tượng này chủ yếu được cho là phát sinh từ nội tại ngôi sao.

Tuy nhiên, trường hợp HIP 67522 b là lần đầu tiên các nhà khoa học quan sát thấy một hành tinh có thể gây ra các vụ bùng phát như vậy từ bên ngoài. Điều này đặt ra khả năng rằng hành tinh không chỉ bị ảnh hưởng bởi ngôi sao mà còn có thể tác động ngược lại, một mối quan hệ hai chiều hiếm gặp trong thiên văn học.

Phát hiện ban đầu về hệ sao-hành tinh này được thực hiện thông qua dữ liệu từ vệ tinh TESS của NASA, vốn chuyên phát hiện ngoại hành tinh bằng phương pháp quá cảnh, đo ánh sáng sao khi hành tinh đi qua phía trước. Khi HIP 67522 b được xác định là mục tiêu tiềm năng, nhóm nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng vệ tinh Cheops của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) để quan sát chi tiết hơn.

“Với Cheops, chúng tôi đã ghi nhận tổng cộng 15 vụ bùng phát năng lượng, hầu hết xảy ra đúng thời điểm hành tinh đi qua trước ngôi sao. Điều này là bằng chứng mạnh mẽ cho thấy chính hành tinh đang kích hoạt các vụ nổ, giống như đang kéo căng các đường sức từ của sao như một sợi dây thừng đến mức đứt gãy”, bà Ilin chia sẻ.

Kết quả là các cơn bùng phát đang từ từ tước đi bầu khí quyển của hành tinh, lớp này đến lớp khác. Mặc dù hiện tại HIP 67522 b có khối lượng lớn ngang sao Mộc, các nhà khoa học dự đoán nó sẽ dần co lại và có thể chỉ còn kích thước tương đương sao Hải Vương trong vòng 100 triệu năm tới, một quá trình “bị nấu chín từ từ” bởi chính ngôi sao mẹ của nó.

Hiện tượng lần đầu tiên được xác nhận này khiến giới khoa học đặt ra nhiều câu hỏi. Nhà thiên văn Ilin gọi đây là “một hiện tượng hoàn toàn mới”, đồng thời cho biết nhóm đang có kế hoạch tiếp tục quan sát bằng cả TESS và Cheops, cũng như các thiết bị tương lai như kính viễn vọng không gian Plato dự kiến được Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) phóng vào năm 2026.

Bước tiếp theo của nghiên cứu là mở rộng dải quan sát sang nhiều bước sóng hơn, nhằm xác định cụ thể loại năng lượng được phát ra trong các vụ bùng phát, đặc biệt là tia cực tím và tia X, vốn được xem là rất nguy hiểm cho bầu khí quyển của các hành tinh. Ngoài ra, việc tìm kiếm thêm các hệ sao-hành tinh có cấu trúc tương tự sẽ giúp thiết lập nền tảng lý thuyết tốt hơn và xác định liệu đây là hiện tượng phổ biến hay hiếm gặp trong thiên hà.

“Chúng tôi đang đứng trước một hiện tượng mới mẻ, nơi hành tinh không còn là "nạn nhân" bị động mà có thể trở thành nhân tố chủ động làm thay đổi hành vi của sao chủ. Điều này mở ra hướng tiếp cận hoàn toàn mới trong nghiên cứu vật lý sao và hành tinh ngoại hệ”, bà Ilin nói thêm.

Hoàng Vũ