'Mắt thần' của NASA sắp giải mã bí ẩn của 100 tỷ hành tinh 'mồ côi' đang lang thang trong dải Ngân Hà

Ẩn giấu bên trong không gian bất tận của vũ trụ, đang có tới hằng sa số thiên thể đang trôi dạt vô định ngang qua Trái Đất mà chúng ta không hề hay biết. Những thiên thể bí ẩn này được các nhà thiên văn học gọi là 'hành tinh lang thang', hay 'hành tinh du mục' (Rogue planet). Một nghiên cứu được thực hiện gần đây đã chỉ ra rằng, riêng dải Ngân Hà có tới hơn một trăm tỷ hành tinh lang thang.

Khác với các hành tinh bình thường vốn quay xung quanh một ngôi sao chủ, các hành tinh lang thang không bị ràng buộc với bất kỳ ngôi sao nào. Chúng chỉ đơn giản trôi dạt vô định trong không gian trống rỗng, không thuộc về thứ gì ngoại trừ bóng tối.

Các nhà khoa học từng phát hiện một số hành tinh đi lang thang trong vũ trụ với tốc độ 48 triệu km/h mà không bay theo quỹ đạo quanh bất kỳ một ngôi sao nào. Đáng chú ý, nếu đi lạc vào trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, một hành tinh lang thang có thể va chạm với Trái Đất hoặc tác động đến quỹ đạo quay khiến Trái Đất bị đẩy khỏi vùng có thể ở được.

Vào năm 2018, đài thiên văn Very Large Array (VLA) đặt tại Mỹ đã phát hiện một hành tinh lang thang có tên SIMP J01365663+0933473, nằm cách Trái Đất 20 năm ánh sáng

Hiện tại, giới thiên văn học vẫn chưa biết rõ về nguồn gốc của các hành tinh lang thang. Một số nhà khoa học cho rằng, những hành tinh kỳ lạ này từng có 'quá khứ' quay xung quanh một ngôi sao chủ. Chúng được sinh ra từ các đĩa khí bồi tụ xung quanh ngôi sao chủ, trước khi 'đá văng' ra khỏi hệ sao của chúng sau một sự kiện nào đó.

Chẳng hạn, trong trường hợp một hệ sao đôi bay quá gần hố đen, một ngôi sao bị hố đen phá hủy trong khi ngôi sao còn lại bị đẩy ra với tốc độ cực lớn. Các hành tinh quay xung quanh ngôi sao ở gần hố đen cũng bị bắn vào không gian liên sao và rời khỏi khỏi quỹ đạo ban đầu của chúng.

Làm thế nào để phát hiện hành tinh lang thang?

Do nằm trôi nổi ở vùng không gian liên sao, nơi ánh sáng từ các ngôi sao không đủ mạnh chiếu tới, những hành tinh lang thang rất khó để phát hiện. Nhà thiên văn học Scott Gaudi từ Đại học Bang Ohio (OSU) cho biết: 'Vũ trụ có thể chứa đầy những hành tinh lang thang và chúng ta thậm chí không thể biết được điều đó'.

Do nằm trôi nổi ở vùng không gian liên sao, nơi ánh sáng từ các ngôi sao không đủ mạnh chiếu tới, những hành tinh lang thang rất khó để phát hiện bằng cách phương pháp quan sát thông thường.

Tuy nhiên, những hành tinh kỳ lạ này sẽ không thể 'trốn tránh' chúng ta lâu hơn được nữa, khi Cơ quan hàng không & vũ trụ Mỹ (NASA) chuẩn bị phóng lên quỹ đạo kính viễn vọng không gia Roman Nancy Grace vào năm 2025.

Được đặt theo tên của cựu giám đốc thiên văn NASA Roman Nancy Grace - người đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực thiên văn học không gian, kính viễn vọng trị giá 4 tỷ USD này mang đến khả năng quan sát gấp 100 lần so với Kính viễn vọng Hubble nổi tiếng.

Kính thiên văn Roman Nancy Grace sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện các ngoại hành tinh cách Trái đất hàng nghìn năm ánh sáng, bao gồm cả các hành tinh lang thang.

'Đã có một số hành tinh giả mạo được phát hiện, nhưng để thực sự có được một bức tranh hoàn chỉnh, chúng tôi sẽ đặt niềm tin vào những kính thiên văn như Roman Nancy Grace. Đây là một biên giới hoàn toàn mới', các nhà thiên văn học tại NASA cho biết.

Dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2025, kính thiên văn Roman Nancy Grace sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện các ngoại hành tinh cách Trái đất hàng nghìn năm ánh sáng.

Thông thường, các ngoại hành tinh thường được phát hiện bằng kĩ thuật tìm kiếm tín hiệu quá cảnh (transit signal). Đây là phương pháp đo lường những thay đổi về ánh sáng khi ngoại hành tinh đi qua sao chủ, giúp các nhà thiên văn học phát hiện sự tồn tại của chúng. Tuy nhiên, việc phát hiện các hành tinh lang thang bằng phương pháp này rất khó, do chúng không có quỹ đạo quay xung quanh bất kỳ ngôi sao chủ nào.

Do vậy, kính thiên văn Roman Nancy Grace sẽ sử dụng một kĩ thuật đặc biệt được gọi là 'vi thấu kính hấp dẫn' (gravitational microlensing), vốn dựa vào sự kiện khá hiếm gặp khi một thiên thể di chuyển ngang qua phía trước ngôi sao khác nếu nhìn từ Trái Đất.

Sức mạnh của kính thiên văn Roman Nancy Grace sẽ giúp các nhà thiên học không bỏ lỡ các khoảnh khắc khi các ngoại hành tinh vô tình đi ngang qua một ngôi sao nằm ở xa hơn, vốn chỉ kéo dài trong vài giờ hoặc vài ngày.

Theo đó, ánh sáng từ ngôi sao ở xa hơn sẽ được khuếch đại dưới ảnh hưởng từ lực hấp dẫn của một thiên thể có khối lượng lớn, chẳng hạn như một hành tinh. Các nhà thiên văn học sẽ đo sự biến dạng của ánh sáng để tìm hiểu kĩ hơn về thiên thể đang đi ngang qua ngôi sao, bao gồm cả những hành tinh lang thang.

Tham khảo Science Alert