Phát hiện hành tinh lang thang bí ẩn "nuốt chửng" 6 tỷ tấn khí và bụi mỗi giây

Một hành tinh sơ khai đang trôi dạt trong không gian mà không có một ngôi sao nào gọi là nhà đã bị cuốn vào một cơn "cuồng ăn" khủng khiếp, chưa từng thấy trước đây. Đó là Cha 1107-7626.

Cha 1107-7626 có gì đặc biệt?

Đây không chỉ là tốc độ tăng trưởng cao nhất từng được ghi nhận đối với một vật thể có khối lượng hành tinh, mà Cha 1107-7626 còn thể hiện hành vi chỉ mới từng thấy ở các ngôi sao đang phát triển và sao lùn nâu. Tuy nhiên, khối lượng của nó chỉ gấp 5 đến 10 lần Sao Mộc - thấp hơn nhiều so với giới hạn khối lượng dưới 80 lần Sao Mộc đối với các ngôi sao, và giới hạn khối lượng dưới 13 lần Sao Mộc đối với các sao lùn nâu.

Các nhà thiên văn học đã đo được tốc độ bồi tụ cực đại khoảng 10⁻⁷ khối lượng Sao Mộc mỗi năm - khoảng 6 tỷ tấn mỗi giây, và vụ nổ kéo dài ít nhất hai tháng.

"Đây là đợt bồi tụ mạnh nhất từng được ghi nhận đối với một vật thể có khối lượng hành tinh" - nhà thiên văn học Víctor Almendros-Abad thuộc Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia Ý cho biết.

"Mọi người có thể nghĩ về các hành tinh như những thế giới yên tĩnh và ổn định, nhưng với khám phá này, chúng ta thấy rằng các vật thể có khối lượng hành tinh trôi nổi tự do trong không gian có thể mang tới nhiều bất ngờ thú vị."

Ngoại hành tinh lang thang – chính thức được gọi là các vật thể có khối lượng hành tinh trôi nổi tự do, hay FFPMO – là một bí ẩn chỉ mới được biết đến gần đây khi công nghệ tiên tiến đã tiết lộ nhiều hơn về chúng so với những gì con người biết.

Đúng như tên gọi, chúng là những vật thể có khối lượng tương đương hành tinh nhỏ hơn 13 lần Sao Mộc – nhưng không giống như hầu hết hơn 6.000 hành tinh mà chúng ta biết, chúng không có một ngôi sao nào làm nơi cư trú.

Điều này đã làm dấy lên những suy đoán thú vị về cách những hành tinh lang thang này hình thành: Liệu chúng có phát triển xung quanh một ngôi sao và bị đẩy ra ngoài không gian bởi tương tác hấp dẫn? Hay chúng chỉ tự hình thành, giống như một ngôi sao, nhưng không có đủ vật chất xung quanh để phát triển thành kích thước một ngôi sao?

Những quan sát mới về Cha 1107-7626, nằm cách chúng ta 620 năm ánh sáng trong quần thể hình thành sao Chamaeleon, cho thấy rõ ràng nguồn gốc thứ hai của một số vật thể kỳ lạ này.

Cha 1107-7626 được phát hiện vào năm 2008, thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học vì nó thể hiện hành vi tương ứng với sự bồi tụ - sự phát triển từ việc hấp thụ một đĩa xoáy xung quanh vật thể.

Quá trình nghiên cứu Cha 1107-7626

Almendros-Abad đã bắt đầu chiến dịch quan sát vật thể này vào nửa đầu năm 2025, chụp ảnh định kỳ về hành vi của nó để nghiên cứu sự bồi tụ này. Họ đã bật thiết bị XSHOOTER trên kính viễn vọng rất lớn (VLT) của ESO vào các thời điểm khác nhau trong tháng 4, tháng 5 và tháng 6. Việc theo dõi vào tháng 7 và tháng 8 đã theo dõi sự kiện này trên các bước sóng từ quang học đến hồng ngoại trung bình.

Mọi thứ trông khá bình thường cho đến cuối tháng 6, khi Cha 1107-7626 đột ngột sáng lên. Đội ngũ nhà thiên văn học đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng sự gia tăng ánh sáng này không giống gì một vụ nổ EXor - sự gia tăng độ sáng được thấy ở một ngôi sao trẻ, thường liên quan đến một đợt bồi tụ tăng tốc. Điều quan trọng là quang phổ của nó sở hữu các đặc điểm hydro, dấu hiệu đặc trưng của sự bồi tụ phễu từ tính được thấy trong vụ nổ EXor của các ngôi sao.

Một phân tích cẩn thận đã được thực hiện sau đó, cùng với việc kiểm tra dữ liệu lưu trữ. Nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tốc độ bồi tụ của Cha 1107-7626 không chỉ tăng gấp sáu đến tám lần so với tốc độ thông thường mà còn từng xảy ra ít nhất một lần trước đó, vào năm 2016, cho thấy những đợt bùng phát này có thể tái diễn. Quá trình đó vẫn đang tiếp diễn khi các quan sát kết thúc vào tháng 8.

Các quan sát bằng VLT và JWST đã chỉ ra những cách khác mà Cha 1107-7626 hoạt động giống như một ngôi sao. Nó dường như được bao quanh bởi một đĩa vật chất rộng lớn chứa silicat và hydrocarbon, tương tự như những đĩa được thấy xung quanh các ngôi sao trẻ.

Trong quá trình bùng phát, vật thể này sáng hơn từ ba đến sáu lần trong ánh sáng khả kiến, gần như không thay đổi trong vùng hồng ngoại gần, và cho thấy độ sáng tăng nhẹ trong vùng hồng ngoại giữa khi đĩa bên trong ấm lên. JWST cũng phát hiện ra một chút hơi nước cùng một sự thay đổi nhỏ trong tín hiệu carbon, cho thấy vụ nổ đã khuấy động thành phần hóa học của đĩa, trong khi dấu hiệu bụi vẫn giữ nguyên.

Hành vi này cho thấy Cha 1107-7626 hình thành riêng lẻ trong một đám mây thuộc phức hợp Chamaeleon, bắt đầu từ một "nút thắt" vật chất dày đặc bị sụp đổ dưới tác động của trọng lực, theo cách tương tự như cách các ngôi sao hình thành. Vẫn có khả năng hành tinh này được hình thành xung quanh một ngôi sao, nhưng điều này rất khó để dung hòa.

Phổ bồi tụ và những thay đổi của đĩa phù hợp hơn với nguồn gốc sụp đổ trực tiếp, theo kiểu sao; và mặc dù việc phóng ra sớm từ một hệ sao không phải là không thể, nhưng nó sẽ phải cực kỳ nhẹ nhàng để duy trì một đĩa ổn định và hoạt động hóa học như vậy.

Đây là một kết quả tuyệt vời giúp nâng cao đáng kể hiểu biết của chúng ta, không chỉ về FFPMOS, mà còn về những cách khác nhau mà vũ trụ có thể tạo ra vật thể lấp đầy nó.

Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Astrophysical Journal Letters.