Khám Phá Những Hành Tinh Khổng Lồ Trong Vũ Trụ

Các nhà thiên văn học đã khám phá ra những hành tinh khổng lồ, to gấp đôi sao Mộc và nặng hơn 10 lần so với nó, mặc dù vẫn tồn tại giới hạn cho kích thước của các hành tinh này.

Kể từ lần đầu tiên phát hiện ra các ngoại hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời khoảng 30 năm trước, nhân loại bắt đầu nhận diện được sự đa dạng về kích thước và khối lượng của các hành tinh trong dải Ngân Hà và vũ trụ. Trước năm 1992, khi ngoại hành tinh đầu tiên được phát hiện, sao Mộc là hành tinh lớn nhất mà con người biết đến, có kích thước gấp 11 lần Trái Đất. Tuy nhiên, sao Mộc có vẻ khá nhỏ khi so với những hành tinh khổng lồ mà gần đây đã được phát hiện, tương tự như thông tin từ Live Science.

Ngoại hành tinh Kappa Andromedae b có khối lượng gấp 12,8 lần sao Mộc. (Ảnh: NASA).

Trong việc xác định kích thước của một hành tinh, đường kính và khối lượng là hai yếu tố quan trọng. Theo thước đo đường kính, hành tinh lớn nhất được biết đến có bán kính lớn gấp đôi bán kính của sao Mộc, như nhận định của Solène Ulmer-Moll, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Geneva. Mối liên hệ giữa chiều rộng và khối lượng của các hành tinh không phải lúc nào cũng rõ ràng do đặc tính mật độ của chúng khác nhau.

Chẳng hạn, hành tinh khí khổng lồ HAT-P-67 b, với bán kính gấp đôi sao Mộc, hiện đang nằm trong danh sách những hành tinh lớn nhất về kích thước. Tuy nhiên, hành tinh này chỉ nặng bằng một phần ba khối lượng sao Mộc do có mật độ thấp. Tương tự, hành tinh WASP-17 b cũng có kích thước lớn hơn gấp đôi sao Mộc, trong khi KELT-9b có bán kính đạt 1,84 lần bán kính sao Mộc.

Các hành tinh đá không thể đạt kích thước lớn như những “siêu sao Mộc” đã đề cập. Những hành tinh đá lớn nhất, thường được gọi là “siêu Trái Đất”, chỉ có thể có kích thước gấp đôi so với Trái Đất. Ví dụ, Wasp-17b có bán kính gấp 22 lần so với Trái Đất. Mặc dù hành tinh đá có mật độ lớn hơn hành tinh khí khổng lồ, nhưng chúng vẫn không thể vượt qua về khối lượng do quá trình tích tụ khí và băng trong quá trình hình thành.

Hành tinh có khối lượng lớn nhất hiện biết nặng khoảng 13 lần khối lượng sao Mộc. Ví dụ, HD 39091 b, một hành tinh khí khổng lồ cách Trái Đất 60 năm ánh sáng, nặng gấp 12,3 lần sao Mộc. Các nhà nghiên cứu cho rằng việc phát hiện một hành tinh lớn hơn nữa là khó khăn, vì chúng sẽ chuyển hóa thành “sao lùn nâu” khi vượt qua ngưỡng kích thước và khối lượng nhất định.

Sao lùn nâu thường được mô tả như là “những ngôi sao thất bại”, vì chúng nặng hơn những siêu sao Mộc nhưng không đủ lớn để khởi động phản ứng nhiệt hạch tại lõi. Nolan Grieves, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Geneva, cho biết: “Khác biệt cơ bản giữa sao lùn nâu và hành tinh là khối lượng và quá trình đốt cháy deuterium, một dạng đồng vị của hydro”. “Khi một vật thể đạt tới khối lượng lớn hơn, áp suất và nhiệt độ bên trong đủ cao để đốt cháy hầu hết deuterium mà nó sở hữu”.

Sao lùn nâu lớn nhất đã được phát hiện là SDSS J0104+1535, nằm cách Trái Đất 750 năm ánh sáng, ở rìa dải Ngân Hà. Sao lùn nâu này có khối lượng lớn gấp 90 lần sao Mộc nhưng lại có bán kính chỉ từ 0,7 đến 1,4 lần so với sao Mộc. Thực tế, nó vẫn nhỏ hơn so với hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời.