Kính thiên văn James Webb phát hiện “hành tinh” kích thước bằng sao Mộc trôi tự do trong không gian, di chuyển theo cặp

Kính thiên văn James Webb (JWST) đã có một quan sát đột phá khi phát hiện ra các vật thể kích thước tương đương sao Mộc, được gọi là Jupiter Mass Binary Objects (JuMBOs), trôi tự do trong không gian mà không bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn của bất kỳ ngôi sao nào. Điều đặc biệt hơn nữa là những vật thể này di chuyển theo cặp, một hiện tượng đang làm các nhà thiên văn học bối rối và thách thức các lý thuyết hiện tại về sự hình thành hành tinh.

Các cặp JuMBOs bao gồm những vật thể khí khổng lồ có khối lượng từ 0,7 đến 13 lần khối lượng của sao Mộc. Khoảng cách giữa các cặp này dao động từ 28 đến 384 đơn vị thiên văn (AU). Những vật thể này rất trẻ, chỉ khoảng một triệu năm tuổi, và có nhiệt độ bề mặt vào khoảng 1.000°C. Thành phần khí quyển của chúng bao gồm carbon monoxide, methane và hơi nước, tương tự như các hành tinh khí khổng lồ trong Hệ Mặt Trời.

Sự tồn tại của JuMBOs thách thức các mô hình truyền thống về sự hình thành hành tinh. Theo lý thuyết thông thường, hành tinh hình thành trong các đĩa xung quanh ngôi sao hoặc bị đẩy ra ngoài không gian dưới dạng hành tinh “lang thang” đơn lẻ do nhiễu loạn lực hấp dẫn. Tuy nhiên, việc phát hiện các cặp hành tinh trôi tự do cho thấy một cơ chế phức tạp khác đang diễn ra.

Có một số giả thuyết giải thích hiện tượng này:

1. Bị đẩy ra khỏi hệ sao:
 Một giả thuyết phổ biến cho rằng các vật thể này ban đầu hình thành xung quanh các ngôi sao nhưng sau đó bị đẩy ra ngoài không gian do tương tác hấp dẫn với các ngôi sao hoặc hành tinh lớn khác. Tuy nhiên, quá trình này thường khiến các cặp bị tách rời thay vì di chuyển cùng nhau.

2. Hình thành trong vùng vật chất thấp:
 Một giả thuyết khác cho rằng JuMBOs hình thành trực tiếp trong những vùng của Tinh vân Orion (Orion Nebula) nơi mật độ vật chất không đủ để tạo thành ngôi sao. Điều này đòi hỏi phải xem xét lại giới hạn tối thiểu để hình thành các vật thể thiên văn.

3. Quá trình “photoerosion”:
Một lý thuyết mới liên quan đến “photoerosion”, tức là bức xạ mạnh từ các ngôi sao lớn đã làm mất đi vật chất từ lõi tiền sao (pre-stellar cores) đang phân mảnh thành hệ nhị phân. Quá trình này có thể để lại những cặp vật thể khối lượng thấp như JuMBOs.

4. Tương tác trong cụm sao:
 Các mô phỏng cho thấy cụm sao dày đặc có thể đẩy ra các cặp hành tinh khí khổng lồ trong quá trình va chạm gần giữa các ngôi sao. Tương tác này có thể giữ cho các cặp vẫn liên kết hấp dẫn khi bị đẩy ra ngoài.

Phát hiện này đặt ra nhiều câu hỏi quan trọng về động lực học và quá trình hình thành hành tinh và các nhà khoa học cần thêm thời gian để nghiên cứu và quan sát sâu hơn.