Xuất hiện ‘chiếc nôi hành tinh’ viết lại lịch sử vũ trụ

Nhờ độ nhạy cực cao và độ phân giải sắc nét, kính viễn vọng không gian James Webb – do NASA phát triển và điều hành chính – vừa giải mã được một bí ẩn đã làm đau đầu các nhà vũ trụ học trong hơn 2 thập kỷ.

Đó là cách mà các hành tinh đầu tiên đã ra đời, một dấu mốc quan trọng trong lịch sử vũ trụ.

Vào năm 2003, kính viễn vọng không gian Hubble đã có phát hiện gây bối rối cho các nhà khoa học khắp thế giới: Dấu hiệu về một hành tinh khổng lồ quay quanh một ngôi sao cổ xưa, gần bằng độ tuổi 13,8 tỉ năm của vũ trụ.

Các mô hình được xây dựng trên các lý thuyết lâu đời cho thấy những ngôi sao quá cổ xưa tuy có đĩa tiền hành tinh nhưng lại rất nghèo nàn về mặt hóa học.

Chiếc đĩa này sẽ biến mất nhanh chóng, không cung cấp đủ thành phần lẫn thời gian để các hành tinh hình thành.

Nhưng Hubble lại chỉ ra bằng chứng về một chiếc đĩa tiền hành tinh “cứng đầu”, có thể tồn tại quanh các ngôi sao tận 20-30 triệu năm tuổi, tức lâu hơn khoảng 10 lần so với đĩa tiền hành tinh của các ngôi sao hiện đại.

Điều đó sẽ giúp chiếc đĩa này có đủ thời gian để “nuôi” các hành tinh.

Nhiều người tin rằng Hubble đã lầm. Nhưng James Webb vừa xác nhận rằng Hubble đã đúng.

Bên trong “vườn ươm sao” NGC 346, một vùng hình thành sao bên trong Đám mây Magellan Nhỏ – thiên hà vệ tinh của thiên hà chứa Trái Đất Milky Way (Ngân Hà) – chứa các điều kiện tương tự vũ trụ sơ khai, nơi khan hiếm các nguyên tố nặng.

James Webb tiết lộ rằng không chỉ một, mà là một số ngôi sao nơi đây vẫn còn mang chiếc đĩa lâu đời hơn nhiều so với đĩa của các ngôi sao bên trong Ngân Hà. Chúng đã 20-30 triệu tuổi, nhưng vẫn đang bồi tụ.

Khám phá bất ngờ này thách thức các lý thuyết hiện có về cách thức và thời điểm các hành tinh có thể hình thành.

“Chúng ta phải suy nghĩ lại về cách chúng ta mô hình hóa sự hình thành hành tinh; cũng như quá trình tiến hóa ban đầu của vũ trụ trẻ” – trưởng nhóm nghiên cứu Guido De Marchi từ Trung tâm Công nghệ và nghiên cứu không gian châu Âu (Hà Lan) cho biết.

Phát hiện này bác bỏ các dự đoán lý thuyết trước đây cho rằng khi có rất ít nguyên tố nặng hơn trong khí xung quanh đĩa, ngôi sao sẽ thổi bay đĩa rất nhanh.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng có thể có hai cơ chế riêng biệt, hoặc thậm chí là sự kết hợp, để tạo ra loại đĩa tiền hành tinh “cứng đầu”.

Một là chính thành phần nghèo nàn của NGC 346 đã khiến một ngôi sao phải mất nhiều thời gian hơn để phân tán đĩa của nó.

Hai là các đám mây khí nơi sinh ra các ngôi sao trong vũ trụ sơ khai vốn lớn hơn hiện tại, nên tạo ra những chiếc đĩa tiền hành tinh lớn hơn, chậm tiêu tan hơn.

Nhưng dù bằng lý do nào, nghiên cứu vừa công bố trên The Astrophysical Journal này cho thấy các mô hình về vũ trụ sơ khai phải được điều chỉnh.