Lần đầu tiên phát hiện tín hiệu vô tuyến từ một ngoại hành tinh

Cách Trái Đất khoảng 63 năm ánh sáng tồn tại một hệ hành tinh non trẻ đến mức tuổi của nó chưa bằng 1% tuổi của Hệ Mặt Trời chúng ta. Hệ này có tên Beta Pictoris, bao gồm một ngôi sao có khối lượng lớn hơn Mặt Trời, ba hành tinh khổng lồ cùng một đĩa bụi và mảnh vụn khổng lồ bao quanh.

Minh họa hệ hành tinh Beta Pictoris

Hành tinh ở giữa hệ, Beta Pictoris b, là một hành tinh khí khổng lồ có khối lượng lớn gấp nhiều lần Sao Mộc. Vì là hành tinh khí, nó gần như không có bề mặt rắn để "hạ cánh", và với tuổi đời chỉ vài chục triệu năm, nó được xem là một hành tinh sơ sinh theo góc nhìn thiên văn học. Đây cũng là một trong những ngoại hành tinh được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất thông qua quan sát trực tiếp.

Tín hiệu vô tuyến đầu tiên từ một ngoại hành tinh

Một nghiên cứu mới từ các nhà khoa học thuộc Đại học Harvard và Đại học Oregon khẳng định rằng Beta Pictoris b chính là nguồn phát ra một hiện tượng chưa từng được xác nhận rõ ràng trên một hành tinh khác: bức xạ vô tuyến.

Tín hiệu được ghi nhận bởi kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT tại Nam Phi. Theo các tác giả, tín hiệu này có nguồn gốc tự nhiên — nói cách khác, đây không phải là dấu hiệu của người ngoài hành tinh. Họ đã nhanh chóng khẳng định điều này ngay từ phần mở đầu của bài báo tiền ấn phẩm (preprint). Dù nghiên cứu chưa trải qua quá trình bình duyệt, nhóm tác giả trình bày khá nhiều bằng chứng ủng hộ cho cách giải thích rằng nguồn phát là hoạt động từ trường mãnh liệt.

Các đặc tính của sóng vô tuyến khớp với những dự đoán lý thuyết về từ trường sinh ra bởi các hành tinh non trẻ, có khối lượng lớn. Các hạt mang điện có thể bị mắc kẹt trong từ trường mạnh của hành tinh, và khi hành tinh quay, những hạt này có thể tăng tốc và giải phóng năng lượng dưới dạng sóng vô tuyến. Hiện tượng này được gọi là bức xạ vô tuyến cực quang (auroral radio emission) — theo một nghĩa nào đó, là tiếng "gào thét" của từ quyển hành tinh vọng vào không gian.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện nhiều tín hiệu như vậy và lần đầu tiên xác định được nguồn phát trực tiếp là một ngoại hành tinh — điều mà giới khoa học đã theo đuổi suốt nhiều năm.

Bước tiến sau nhiều nỗ lực dang dở

Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn đã vài lần tiến gần tới thành tựu này, chẳng hạn vào năm 2023, khi các đợt sóng vô tuyến được phát hiện trong hệ YZ Ceti. Các tín hiệu dường như lặp lại đồng bộ với quỹ đạo của một hành tinh. Tuy nhiên, giới nghiên cứu không thể loại trừ khả năng những phát xạ đó đơn thuần do hoạt động từ trường của ngôi sao gây ra.

Đĩa mảnh vụn quanh sao Beta Pictoris chụp năm 1984

Hệ Beta Pictoris cũng giữ một vị trí đặc biệt trong lịch sử thiên văn học. Năm 1984, Beta Pictoris trở thành ngôi sao đầu tiên mà con người chụp ảnh trực tiếp được đĩa bụi và mảnh vụn bao quanh. Hình ảnh đó gợi ý rằng quá trình hình thành hành tinh có thể đang diễn ra tại đây, dù vào thời điểm đó các nhà thiên văn chưa thể xác nhận sự tồn tại của bất kỳ hành tinh nào.

Hành tinh thứ ba mới được phát hiện trong hệ, Beta Pictoris d, xuất hiện trong hình ảnh tái dựng từ kính viễn vọng James Webb của NASA. Các mô hình cho thấy quỹ đạo của nó tương đương với vùng mà Sao Hải Vương chiếm giữ trong Hệ Mặt Trời của chúng ta.

Ý nghĩa đối với nghiên cứu ngoại hành tinh

Việc xác định được nguồn sóng vô tuyến từ một ngoại hành tinh cụ thể mở ra hướng nghiên cứu mới về từ quyển của các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời. Từ trường đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hành tinh khỏi bức xạ vũ trụ, và hiểu rõ chúng giúp đánh giá khả năng tồn tại sự sống.

Đối với độc giả Việt Nam quan tâm đến thiên văn học và công nghệ quan sát vũ trụ, đây là minh chứng cho thấy các kính viễn vọng vô tuyến thế hệ mới như MeerKAT đang dần trở thành công cụ không thể thiếu, song hành cùng các kính viễn vọng quang học như James Webb. Sự kết hợp giữa dữ liệu vô tuyến và dữ liệu hồng ngoại hứa hẹn sẽ giúp con người hiểu rõ hơn về cách các hành tinh — và có thể cả sự sống — hình thành trong vũ trụ.