Đĩa tiền hành tinh chính là chiếc nôi nơi những “hành tinh sơ sinh” được hình thành. Những đĩa này bao quanh các ngôi sao trẻ và chứa khối lượng vật chất khổng lồ cần thiết cho sự ra đời của hành tinh.

Thành phần chính ư? Những hạt rắn li ti gọi là “sỏi vũ trụ”, chỉ cỡ milimét hoặc nhỏ hơn. Nhưng câu hỏi lớn đặt ra là: hành tinh thực sự bắt đầu hình thành như thế nào, ở đâu và vào thời điểm nào trong những chiếc đĩa này?

Các vòng trong đĩa giữ chìa khóa

Trong suốt thập kỷ qua, các nhà thiên văn đã sử dụng Mảng Kính thiên văn ALMA ở Chile để chụp được những hình ảnh tuyệt đẹp về đĩa tiền hành tinh. Điều bất ngờ là thay vì thấy những hạt sỏi phân tán đều, họ phát hiện chúng tập trung thành một hoặc nhiều cấu trúc hình vòng. Những vòng này không chỉ là “họa tiết vũ trụ” tuyệt mỹ — chúng có thể chính là chìa khóa để hiểu cách hành tinh ra đời!

Mô phỏng cho thấy hành tinh lớn nhanh hơn trong vòng

Bằng cách sử dụng các mô phỏng N-body (theo dõi sự tương tác của nhiều vật thể theo thời gian), chúng tôi đã tính toán khả năng những vòng này tạo ra hành tinh. Kết quả thật thú vị! Điều kiện trong các vòng cực kỳ lý tưởng cho sự lớn lên của hành tinh. Một hành tinh sơ sinh có thể nhanh chóng lớn mạnh nhờ hút các hạt sỏi xung quanh. Nhưng điều hấp dẫn nằm ở chỗ: điều gì xảy ra tiếp theo còn phụ thuộc vào cách hành tinh di chuyển.

Hai kịch bản cho hành tinh sơ sinh

Nếu hành tinh sơ sinh bị giữ lại trong vòng hoặc ở gần vòng, nó có thể phát triển quá lớn và phá hủy vòng. Nhưng nếu hành tinh di chuyển vào bên trong, nó sẽ để lại đủ không gian cho những “người anh em nhỏ bé” của mình hình thành. Quá trình này có thể tạo nên cả một chuỗi hành tinh trong đĩa. Hãy hình dung một băng chuyền vũ trụ, nơi hành tinh lớn lên, dịch chuyển và rời xa các vòng theo thời gian.

Vòng và hành tinh — Ai có trước?

Kết quả nghiên cứu mang lại góc nhìn mới về mối quan hệ giữa hành tinh và các cấu trúc vòng trong đĩa tiền hành tinh. Nhiều người tin rằng các vòng được hình thành sau khi hành tinh khắc ra chúng khỏi đĩa. Nói cách khác, phải có hành tinh trước. Nhưng trong công trình trước đây, chúng tôi đã đưa ra một giả thuyết khác: các vòng có thể tự nhiên xuất hiện mà không cần hành tinh, nhờ sự tương tác giữa bụi và khí. Khi các hạt sỏi di chuyển trong đĩa, chúng có thể tụ lại, tạo thành các cấu trúc dày đặc, giống như những vòng vũ trụ.

Nhiều hành tinh có thể hình thành mà không phá vỡ vòng?

Nghiên cứu mới nhất của chúng tôi cho thấy nhiều hành tinh có thể hình thành từ những vòng này mà không phá hủy chúng. Điều đó đồng nghĩa các vòng có thể chính là “cái nôi” của nhiều hành tinh trong những hệ sao mà chúng ta quan sát thấy có những hành tinh khổng lồ, chu kỳ dài. Vậy thì, hành tinh tạo ra vòng, hay vòng sinh ra hành tinh? Đây chính là “bài toán gà và trứng” của vũ trụ và câu trả lời có lẽ là cả hai!

Điều này có ý nghĩa gì với sự hình thành hành tinh?

Những phát hiện này không chỉ làm sâu sắc thêm hiểu biết của chúng ta về sự hình thành hành tinh, mà còn mở ra manh mối về các hệ hành tinh ngoài vũ trụ. Nếu các vòng có thể sinh ra hành tinh mà không bị phá vỡ, điều đó có nghĩa là các hệ sao xa xôi với những vòng tương tự cũng có thể chứa đầy hành tinh. Khám phá này thay đổi cách chúng ta nhìn nhận giai đoạn đầu của sự tiến hóa hành tinh và mở ra nhiều khả năng kỳ thú để hiểu thêm về vũ trụ.

Còn các bạn, các bạn nghĩ sao?

Vậy các bạn nghĩ thế nào, Lykkers? Bạn tin rằng hành tinh hình thành trước rồi khắc nên các vòng, hay chính những vòng bụi này đã sinh ra hành tinh? Dù thế nào đi nữa, bí ẩn về sự hình thành hành tinh vẫn chưa có hồi kết, và vũ trụ vẫn còn vô vàn điều bí mật chờ ta khám phá!