Tranh cãi việc phát hiện mặt trăng đầu tiên ngoài Hệ Mặt trời?

Nếu được xác nhận, đây sẽ là vệ tinh tự nhiên đầu tiên từng được phát hiện bên ngoài hệ hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, chính các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận phát hiện này đang thách thức những định nghĩa truyền thống về hành tinh và mặt trăng, mở ra cuộc tranh luận mới trong giới thiên văn học.

Ứng viên "mặt trăng" đầu tiên ngoài Hệ Mặt trời được phát hiện bằng kĩ thuật săn ngoại hành tinh

Nhóm nghiên cứu do Kevin Hoy, nghiên cứu sinh thiên văn học tại Đại học Diego Portales (Chile), dẫn đầu đã phát hiện một hệ thiên thể cách Trái đất khoảng 71 năm ánh sáng, mang tên CD-35 2722. Hệ này hoàn toàn khác với cấu trúc quen thuộc của Hệ Mặt trời.

Ở trung tâm là một sao lùn đỏ, có khối lượng chỉ khoảng 40% Mặt trời. Quay quanh nó không phải một hành tinh, mà là một sao lùn nâu, thiên thể có khối lượng quá lớn để được coi là hành tinh nhưng lại quá nhỏ để trở thành một ngôi sao thực thụ.

Sao lùn nâu này có khối lượng khoảng 33 lần Sao Mộc, kích thước lớn hơn khoảng 50% và nóng hơn đáng kể so với hành tinh khí khổng lồ lớn nhất Hệ Mặt trời. Do hệ còn rất trẻ, nó vẫn phát sáng nhờ lượng nhiệt còn sót lại từ quá trình hình thành. Điều đặc biệt nằm ở tầng quỹ đạo tiếp theo.

Các nhà khoa học phát hiện thêm một thiên thể khí có kích thước gần bằng Sao Mộc, sở hữu ít nhất 90% khối lượng của hành tinh này và hoàn thành một vòng quay quanh sao lùn nâu sau khoảng 170 ngày.

Nếu áp dụng cách phân loại quen thuộc trong Hệ Mặt trời, vật thể quay quanh một thiên thể khác mà thiên thể đó lại quay quanh một ngôi sao sẽ được gọi là vệ tinh tự nhiên (hay mặt trăng). Trong trường hợp nằm ngoài Hệ Mặt trời, nó được gọi là exomoon. Nhưng vật thể mới lại quá khác biệt.

Nó gần bằng kích thước một hành tinh khí khổng lồ, trong khi các mặt trăng trong Hệ Mặt trời đều là những thiên thể đá hoặc băng có kích thước nhỏ hơn rất nhiều. Hơn nữa, nó không quay quanh một hành tinh mà quay quanh một sao lùn nâu - loại thiên thể vốn đã nằm giữa ranh giới của hành tinh và ngôi sao. Chính vì vậy, Kevin Hoy cho biết nhóm nghiên cứu cố tình không gọi đây là exomoon.

Theo ông, thuật ngữ phù hợp hơn ở thời điểm hiện nay là exosatellite (ngoại vệ tinh), ít nhất cho đến khi giới thiên văn thống nhất được cách phân loại những hệ thiên thể kiểu mới. "Chúng ta đang đi đến giới hạn của những thuật ngữ được tạo ra để mô tả Hệ Mặt trời khi áp dụng cho các hệ hành tinh khác", Hoy nhận định.

"Chiếc hộp Pandora" buộc giới khoa học phải xem lại cách phân loại các thiên thể

Theo đồng tác giả Alice Zurlo, phát hiện này giống như mở ra "chiếc hộp Pandora" đối với ngành thiên văn học. "Đây là loại thiên thể hoàn toàn mới. Chúng tôi chưa từng quan sát thấy hệ nào giống như vậy trước đây", bà nói. Điều khiến các nhà khoa học hào hứng không chỉ là phát hiện một thiên thể mới mà còn là cơ hội tìm hiểu cách những hệ hành tinh kì lạ như CD-35 2722 hình thành.

Hiện nhóm nghiên cứu đưa ra hai giả thuyết. Kịch bản thứ nhất cho rằng thiên thể khí khổng lồ này được hình thành từ đĩa khí và bụi bao quanh sao lùn nâu, tương tự cách các hành tinh hình thành quanh các ngôi sao.

Kịch bản còn lại là vật thể này vốn hình thành ở nơi khác rồi sau đó bị lực hấp dẫn của sao lùn nâu "bắt giữ" vào quỹ đạo hiện nay.

Cho đến nay, chưa có đủ dữ liệu để xác định giả thuyết nào chính xác hơn. Các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng chính sự tồn tại của hệ CD-35 2722 cho thấy vũ trụ đa dạng hơn rất nhiều so với những gì con người từng hình dung.

Trong nhiều năm, các mô hình phân loại thiên thể được xây dựng chủ yếu dựa trên Hệ Mặt trời. Tuy nhiên, hàng nghìn ngoại hành tinh được phát hiện kể từ thập niên 1990 đã chứng minh rằng cấu trúc của các hệ hành tinh trong Dải Ngân hà có thể rất khác nhau.

Theo Kevin Hoy, CD-35 2722 là một trong những hệ "kì quặc" nhất từng được phát hiện. Ông cho rằng hệ này có lẽ đã trải qua một lịch sử tiến hóa động lực học rất hỗn loạn, nhưng hiện vẫn chưa thể xác định chính xác điều gì đã xảy ra trong quá khứ.

Phát hiện mới cũng cho thấy công nghệ quan sát thiên văn đang tiến thêm một bước quan trọng. Nhóm nghiên cứu sử dụng Kính thiên văn Rất Lớn (Very Large Telescope - VLT) của Đài quan sát Nam Âu (ESO) tại Chile để phát hiện những dao động rất nhỏ của sao lùn nâu bằng phương pháp vận tốc xuyên tâm, kĩ thuật từng giúp tìm ra ngoại hành tinh đầu tiên quay quanh một ngôi sao giống Mặt trời.

Trong tương lai, khi Kính thiên văn Cực lớn (Extremely Large Telescope - ELT) của ESO đi vào hoạt động, các nhà thiên văn kì vọng sẽ phát hiện thêm nhiều "ngoại vệ tinh" có khối lượng nhỏ hơn, qua đó trả lời câu hỏi liệu CD-35 2722 chỉ là một trường hợp hiếm gặp hay đại diện cho cả một nhóm hệ thiên thể hoàn toàn mới.