Có một số ngôi sao lẻ loi cô độc, không có lấy một hành tinh hoặc thiên thạch nào bay xung quanh, trong khi có các ngôi sao khác luôn có một hệ đầy đủ những hành tinh, thiên thạch và sao chổi sum vầy. Một nghiên cứu mới đây đăng trên tạp chí ”The Astrophysical Jounal Letters” đã giải thích thành phần của các ngôi sao có ý nghĩa tới việc hình thành các hành tinh xung quanh.
Khi một ngôi sao được hình thành từ quá trình sụp đổ của một đám mây khí bụi dầy đặc, bản thân ngôi sao và vành đai khí và bụi xung quanh nó đều thể hiện thành phần của đám mây nguyên thuỷ và những nguyên tố tồn tại trong đó. Một số đám mây khí và bụi rất nghèo những nguyên tố nặng, trong khi một số lại thừa thãi. Những ngôi sao đựơc tạo thành từ những đám mây chứa nhiều nguyên tố nặng là những ngôi sao “bẩn” và chúng lại là nơi dễ hình thành hệ hành tinh nhất.
Đồng tác giả của nghiên cứu, Mordecai Mark Mac Low nói:”Khi bạn quan sát những ngôi sao, những ngôi sao có nhiều nguyên tố nặng hơn sẽ có nhiều hành tinh hơn. Nói cách khác, những thứ có trong hệ hành tinh cũng chính là những thứ có trong ngôi sao, đó là một kết quả rất phổ biến”.
Những quan sát những hệ mặt trời xa xôi cho thấy các hành tinh ngoại hệ có nhiều hơn hẳn ở những ngôi sao chứa nhiều các nguyên tố nặng hơn heli ví dụ như sắt hay ô xy. Chính những nguyên tố nặng này mới có thể tạo thành đá hoặc băng.
Mô tả của họa sỹ về vành đai hình thành hành tinh đang bay xung quanh một ngôi sao.
Những mô phỏng mới đây của Mac Low và các đồng nghiệp Anders Johansen (Đài quan sát Leiden-Hà Lan) và Andrew Youdin (ĐHTH Toronto –Canada) chỉ ra các hành tinh được tạo thành như thế nào khi những hạt đất đá nhỏ tụ lại thành những khối vật chất được gọi là tiền hành tinh. Bài báo mới đây dựa trên một nghiên cứu trước đó đăng trên tạp chí Nature năm 2007 mà đã giải thích những viên đất đá bay chậm xung quanh một ngôi sao không bị lao hẳn vào ngôi sao bởi vì có hiệu ứng che ”gió” nên lực cản bị giảm đi. Cũng giống như các cua rơ xe đạp trong Tour de France, các viên đất đá bay nấp vào nhau (để tránh sức cản của gió), do vậy nếu trong quỹ đạo càng có nhiều đất đá rắn, các khối vật chất càng ít bị cản lại và không dần mất động năng để cuối cùng bị rơi vào ngôi sao chủ. Các hạt đất đá càng ngày càng tụ vào quỹ đạo hình chữ V và sau đó đủ lớn để tụ thành một hành tinh mini. Những con ngỗng trời khi di cư cũng bay thành hình chữ V để giảm sức cản của gió.
Nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng đựơc mô hình -Sức cản dẫn tới Hội tụ- ở dạng 3 chiều (3D) mô tả đĩa khí +bụi đất đá bay xung quanh các ngôi sao. Các kết quả cho thấy khi thành phần các viên sỏi (bao gồm các nguyên tố nặng hơn) chiếm ít hơn 1% thì quá trình hội tụ diễn ra rất yếu. Nhưng khi hàm lượng này tăng lên đôi chút, quá trình hội tụ tăng lên một cách mạnh mẽ và nhanh chóng tạo thành các tiền hành tinh ở cấp độ lớn hơn. Những hành tinh mini này đóng vai trò như những viên gạch đầu tiên qua hành triệu năm để hình thành những hành tinh thực sự. Nói tóm lại, sự hội tụ của những bụi đất đá đầu tiên nếu hàm lượng chất rắn trong đám mây khí bụi đủ lớn, đóng vai trò môộ bước đi quan trọng trong việc hình thành lên các hành tinh.
Youdin nói:”Rõ ràng những ngôi sao ”giầu có” đất đá có những thuận lợi , những những ngôi sao kém hơn , như Mặt trời của chúng ta, vẫn có thể tạo thành hệ hành tinh nếu biết sắp xếp tài nguyên của mình và dựa vào phần chất rắn có đựơc sau khi phần khí bay đi hết. Mặt trời của chúng ta là dạng ”trung lưu” chứ không ”giầu có”.
Hàm lượng các nguyên tố nặng trong Mặt trời của chúng ta chứng tỏ đĩa hình thành hành tinh ban đầu cũng chứa một hàm lượng đất đá so với khí khá gần với điểm chuyển đổi (khoảng 1%), nếu hàm lượng của các nguyên tố nặng mà hơi ít đi một chút thì các tiền hành tinh và sau đó là các hành tinh trong hệ Mặt trời có thể đã không hình thành và chúng ta cũng không thể tồn tại để nghiên cứu vấn đề này.
Thohry (Theo Sciencedaily)
Bình luận