Phát hiện hành tinh cô độc, nuốt chửng 6 tỷ tấn khí mỗi giây khiến giới thiên văn choáng váng

Trong tưởng tượng của nhiều người, các hành tinh là những thế giới yên bình, lặng lẽ quay quanh ngôi sao mẹ, sống trọn trong quỹ đạo ổn định của mình. Nhưng giữa không gian sâu thẳm của chòm sao Chamaeleon, cách Trái Đất khoảng 620 năm ánh sáng, các nhà thiên văn học vừa ghi nhận một hiện tượng đảo lộn mọi khuôn mẫu quen thuộc: một hành tinh trôi dạt, đơn độc và đói khát, đang nuốt chửng sáu tỷ tấn khí và bụi mỗi giây - tốc độ bồi tụ nhanh nhất từng được quan sát ở một vật thể có khối lượng hành tinh.

Vật thể bí ẩn này mang tên Cha 1107-7626, có khối lượng ước tính gấp 5-10 lần Sao Mộc, và đặc biệt là không quay quanh bất kỳ ngôi sao nào. Nó trôi lơ lửng trong không gian, giống như một kẻ lang thang không mục đích, nhưng bên trong lại ẩn chứa một cơn giận dữ vũ trụ chưa từng thấy.

"Mọi người thường nghĩ hành tinh là những thế giới tĩnh lặng, nhưng phát hiện này cho thấy các vật thể có khối lượng hành tinh tự do trong không gian có thể là những nơi cực kỳ năng động và thú vị", nhà thiên văn Víctor Almendros-Abad thuộc Đài quan sát Palermo, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên The Astrophysical Journal Letters , cho biết.

Khi hành tinh "giả dạng" ngôi sao

Theo dõi bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) và Kính viễn vọng Rất Lớn của ESO (VLT), nhóm nghiên cứu phát hiện Cha 1107-7626 có sự thay đổi sáng bất thường chỉ trong vài tháng.

Mùa xuân năm 2025, hành tinh này dường như bình yên. Nhưng đến đầu mùa hè, nó bỗng phát sáng dữ dội, phát ra các dấu hiệu quang phổ của khí nóng đang rơi vào bên trong. Trong thời gian ngắn, tốc độ "ăn" vật chất của hành tinh tăng gấp tám lần, đạt đến mức khó tin: sáu tỷ tấn mỗi giây.

Cơn bùng nổ này kéo dài ít nhất hai tháng, tương tự như những vụ nổ EXor thường thấy ở các ngôi sao trẻ như EX Lupi,  nơi vật chất từ đĩa khí bụi xung quanh đổ ập vào bề mặt sao, khiến chúng sáng rực lên.

Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên hiện tượng tương tự được ghi nhận ở một vật thể có khối lượng hành tinh, khiến Cha 1107-7626 trở thành một "ngôi sao non" trong hình hài của một hành tinh.

Các nhà thiên văn học còn phát hiện vạch phát xạ Hα - dấu hiệu đặc trưng của khí hydro nóng. Đường phát xạ này có đỉnh kép với độ lệch đỏ nhẹ, cho thấy vật chất đang được hút vào hành tinh nhờ từ trường mạnh, một hiện tượng vốn chỉ thấy ở các ngôi sao.

"Thật khó tin khi một vật thể hành tinh lại có thể hành xử giống hệt một ngôi sao", nhà nghiên cứu Amelia Bayo của ESO chia sẻ. "Khám phá này khiến chúng ta phải xem lại những gì mình biết về ranh giới giữa sao và hành tinh".

Hóa học trong cơn hỗn loạn

Cơn "ăn" dữ dội không chỉ làm hành tinh sáng lên mà còn thay đổi thành phần hóa học trong vùng khí bụi xung quanh. Dữ liệu quang phổ từ JWST tiết lộ hơi nước ở bước sóng 6,6 micron, điều chưa từng thấy trước đó trong các vật thể tương tự. Bên cạnh đó, các đặc trưng của hydrocarbon cũng thay đổi mạnh, cho thấy sức nóng và nhiễu loạn từ vụ nổ đã làm "xáo trộn" cấu trúc hóa học của môi trường xung quanh.

Theo Belinda Damian thuộc Đại học St Andrews, "Khám phá này làm mờ ranh giới giữa sao và hành tinh, cho chúng ta cái nhìn trực tiếp về giai đoạn đầu hỗn loạn của các hành tinh lang thang. Có lẽ đây chính là cách những 'thế giới cô độc' được sinh ra".

Những biến động như vậy từng được quan sát trong quá trình hình thành sao, khi nhiệt và năng lượng bồi tụ làm sắp xếp lại cấu trúc hóa học của đĩa vật chất xung quanh. Nhưng khác biệt ở đây là quy mô nhỏ hơn rất nhiều - Cha 1107-7626 chỉ lớn hơn Sao Mộc vài lần, song lại hành xử như một ngôi sao thu nhỏ.

Bí ẩn về nguồn gốc "hành tinh lang thang"

Các nhà thiên văn học từ lâu đã tranh luận về nguồn gốc của các hành tinh lang thang (rogue planets), những vật thể trôi dạt trong không gian mà không có ngôi sao chủ. Một số giả thuyết cho rằng chúng được sinh ra như các ngôi sao nhỏ, từ sự sụp đổ của những đám mây khí khổng lồ. Số khác cho rằng chúng từng là hành tinh khổng lồ bị "đá văng" ra khỏi hệ sao mẹ sau một va chạm hoặc tương tác hấp dẫn dữ dội.

"Liệu chúng có phải là những ngôi sao không trọn vẹn, hay là những hành tinh bị ruồng bỏ khỏi quê hương của mình?", nhà thiên văn Aleks Scholz của Đại học St Andrews đặt câu hỏi. Với Cha 1107-7626, dường như câu trả lời nghiêng về khả năng đầu tiên: nó hình thành như một ngôi sao, nhưng chưa bao giờ đủ lớn để trở thành một.

Tương lai của các "hành tinh đơn độc"

Cho đến nay, việc nghiên cứu các hành tinh lang thang vẫn cực kỳ khó khăn. Chúng mờ nhạt, hiếm gặp, và không có ánh sáng sao phản chiếu, khiến việc quan sát trở nên phức tạp. Tuy nhiên, với sự ra đời của những công cụ mới như Kính viễn vọng Cực lớn (ELT) của ESO - chiếc kính có gương chính đường kính 39 mét, các nhà thiên văn hy vọng sẽ tìm thấy thêm nhiều vật thể tương tự Cha 1107-7626 trong tương lai gần.

Cha 1107-7626 hiện là hành tinh đầu tiên trong lịch sử được xác nhận trải qua một vụ nổ kiểu EXor, nghĩa là nó không chỉ tồn tại trong bóng tối vũ trụ mà còn phun trào, nuốt chửng và phát sáng như một ngôi sao thật sự.

Phát hiện này không chỉ mở ra một chương mới trong hiểu biết về sự hình thành hành tinh mà còn đặt ra câu hỏi sâu sắc: đâu là ranh giới giữa một hành tinh và một ngôi sao? Có lẽ, trong vũ trụ vô tận, những danh giới tưởng chừng rạch ròi ấy chỉ là những đường mờ trong màn sương của quá trình tiến hóa thiên thể.

Và ở đâu đó giữa không gian đen thẳm, một hành tinh cô độc vẫn đang "ăn" không ngừng, thách thức mọi định nghĩa của con người về chính khái niệm "hành tinh".