Kết cục thảm khốc của hành tinh đen tối nhất dải Ngân hà, vốn có thể "nuốt chửng" 94% ánh sáng

Các nhà nghiên cứu phát hiện WASP-12b sẽ ngừng tồn tại sau khoảng 3 triệu năm nữa khi bị hút về phía sao chủ và bốc cháy.

WASP-12b là một hành tinh khí, có trọng lượng gấp 1,5 lần và kích thước gần gấp đôi sao Mộc, nó là hành tinh nóng nhất từng được phát hiện, có nhiệt độ khoảng 2.250 độ C (bằng một nửa nhiệt độ trên Mặt Trời) và khoảng cách của nó với ngôi sao mẹ chỉ tương đương 2% khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời.

Nhóm nghiên cứu đứng đầu là Monika Lendl ở Đại học Geneva quan sát ngoại hành tinh WASP-189 b trong chòm sao Libra bằng vệ tinh Cheops (Characterising Exoplanet Satellite) của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Đây là phát hiện đầu tiên của Cheops từ khi phóng lên vũ trụ vào tháng 12/2019. Dù WASP-189 b được tìm thấy lần đầu tiên năm 2018, Cheops cung cấp nhiều chi tiết hơn về hành tinh kỳ lạ này.

Hành tinh WASP-12b. (Ảnh: ESA).

Hành tinh khí khổng lồ WASP-12b và ngôi sao nó quay quanh ở cách Trái Đất khoảng 600 năm ánh sáng trong chòm sao Auriga. Hành tinh này ở gần ngôi sao chủ đến mức cứ 26 giờ lại hoàn thành một vòng quỹ đạo. Chính quỹ đạo hẹp khiến WASP-12b rơi vào vòng xoáy chết chóc hướng về phía ngôi sao chủ. Nghiên cứu mới về hệ sao này được công bố tháng 12/2019 trên tạp chí Astrophysical Journal Letters.

Ngoại hành tinh WASP-12b được xếp vào nhóm "sao Mộc nóng", bao gồm các hành tinh có kích thước tương tự sao Mộc và nhiệt độ cực cao. Joshua Winn, giáo sư vật lý thiên văn ở Đại học Princeton, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết ông và cộng sự đã tính toán được tốc độ diệt vong của WASP-12b dưới ảnh hưởng từ lực hấp dẫn cực mạnh của ngôi sao chủ.

Do nằm quá gần ngôi sao chủ, WASP-12b bị lực hấp dẫn của ngôi sao tác động mạnh đến nỗi bị nén ép thành hình dạng quả trứng. Tuy nhiên, đây mới chỉ là bước mở đầu cho kết cục đầy ‘bi thảm’ của ngoại hành tinh này. WASP-12b đang dần bị phân rã theo thời gian, khi ngoại hành tinh này đang tiến gần lại với ngôi sao chủ. Theo tính toán của các nhà khoa học, hành tinh màu đen đặc biệt này sẽ bị ngôi sao chủ "nuốt chửng" sau khoảng 3,25 triệu năm nữa.

Quỹ đạo của các ngoại hành tinh thu hẹp dần theo thời gian. Cả hành tinh và ngôi sao chủ đều hút lẫn nhau do lực hấp dẫn. Quá trình này kéo hành tinh về phía ngôi sao chủ. Trong ba triệu năm nữa, WASP-12b sẽ bị thiêu rụi khi rơi xuống ngôi sao chủ.

Các nhà nghiên cứu cho rằng khối lượng khí bị thủy triều của ngôi sao mẹ đẩy ra khỏi hành tinh này đang hình thành nên một đĩa khí xung quanh ngôi sao và có thể dễ dàng quan sát đĩa khí này bằng các kính viễn vọng hồng ngoại.

Từ khi WASP-12b được phát hiện vào năm 2008, quỹ đạo của nó rút ngắn dần mỗi năm. Dựa theo dữ liệu mới từ kính viễn vọng không gian Spitzer của NASA, nhóm nghiên cứu có thể xác nhận chắc chắn hành tinh đang di chuyển theo hình xoắn ốc về phía ngôi sao chủ. Phát hiện góp phần giúp các nhà nghiên cứu xác định thời gian tuổi thọ của những ngoại hành tinh thuộc lớp sao Mộc nóng.

Quỹ đạo của hành tinh WASP-189 b rút ngắn dần mỗi năm. (Ảnh: ESA).

Cheops quan sát những ngôi sao lân cận để tìm kiếm ngoại hành tinh xung quanh chúng. Vệ tinh có thể đo các thay đổi trong độ sáng khi hành tinh quay quanh ngôi sao chủ với độ chính xác đặc biệt cao. Phương pháp phát hiện hành tinh gián tiếp này giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu được nhiều hơn dù họ không thể quan sát hành tinh đó. "Do WASP-189 b quá sáng, chúng tôi rất dễ phát hiện độ sáng của hệ sao giảm đi khi hành tinh khuất khỏi tầm mắt. Chúng tôi sử dụng Cheops để đo độ sáng của hành tinh và xác định nhiệt độ của nó vào khoảng 3.200 độ C".

Ở mức nhiệt này, kim loại sẽ bay hơi, vì vậy con người không thể sống trên WASP-189 b. Trong quá trình WASP-189 b chuyển tiếp, nhóm nghiên cứu có thể tính toán nó có bán kính lớn gấp 1,6 lần sao Mộc. Các quan sát về hệ sao này cũng hé lộ ngôi sao tên HD 133112 là một trong những ngôi sao lớn nhất có hành tinh quay quanh. WASP-189 b bị khóa thủy triều trước ngôi sao, có nghĩa một mặt của nó luôn quay về phía ngôi sao trong khi mặt kia luôn quay về hướng ngược lại.

Cheops là nhiệm vụ đầu tiên của ESA chuyên tìm hiểu đặc điểm của những ngoại hành tinh đã biết. Nhiệm vụ này là kết quả hợp tác giữa ESA và Thụy Sĩ. Trong vài năm tới, Cheops sẽ phát hiện thêm nhiều ngoại hành tinh và giúp các nhà khoa học nghiên cứu khí quyển của chúng.