Nhịp đập từ trường của một hành tinh khí khổng lồ xa xôi

Tác giả: Uliana S

Nhịp đập từ trường của một hành tinh khí khổng lồ xa xôi-1
Hình minh họa nghệ thuật của hành tinh Beta Pictoris b Credit: ESO L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)

Vào cuối tháng Chín năm 2026, các nhà thiên văn học đã công bố một sự kiện mà từ lâu vẫn chỉ được coi là khả năng trên lý thuyết. Nhờ kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT của Nam Phi, lần đầu tiên người ta đã xác nhận một cách chắc chắn bức xạ vô tuyến phát ra trực tiếp từ một ngoại hành tinh chứ không phải từ ngôi sao của nó. Nguồn phát là hành tinh khí khổng lồ trẻ Beta Pictoris b, nằm cách Trái Đất khoảng 63–64 năm ánh sáng.

Nhóm do Kevin Ortiz Ceballos thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian dẫn đầu, cùng với các đồng nghiệp Edo Berger và Yvette Cendes, đã quan sát hệ Beta Pictoris bốn lần trong các năm 2025 và 2026. Thiết bị hoạt động trong dải tần 0,85–3,5 GHz. Trong mỗi phiên quan sát đều ghi nhận được một nguồn vô tuyến. Nhưng điều mang tính quyết định lại là việc xác định chính xác vị trí của nó. Sử dụng các chuẩn tinh xa xôi làm điểm tham chiếu, các nhà nghiên cứu đã chồng khớp ảnh vô tuyến với tọa độ đã biết của các thiên thể trong hệ. Tín hiệu trùng với vị trí của hành tinh b và tỏ ra không tương thích với ngôi sao ở mức 4,4 sigma, còn với hành tinh c — ở mức 4,8 sigma.

Bức xạ bao gồm những xung nhanh lặp lại với độ phân cực tròn cao — từ 40 đến 70 phần trăm — cùng một bức xạ liên tục yếu hơn ở giữa các xung. Sự kết hợp như vậy là đặc trưng của bức xạ maser cyclotron điện tử, vốn xuất hiện ở các vùng cực quang. Các hạt mang điện, khi được gia tốc dọc theo các đường sức của từ trường mạnh của hành tinh, sẽ tạo ra sóng vô tuyến. Tần số tối đa ghi nhận được, khoảng 3,5 GHz, cho thấy cường độ từ trường tại vùng phát xạ không dưới 1,25 kilogauss. Đây là phép đo trực tiếp đầu tiên về từ trường của một ngoại hành tinh. Để so sánh: từ trường của Trái Đất trên bề mặt vào khoảng 0,5 gauss, còn của Sao Mộc — khoảng 4 gauss.

Beta Pictoris b là một thế giới khối lượng lớn, nặng hơn Sao Mộc từ 10 đến 12 lần, với chu kỳ tự quay chỉ từ 8 đến 9 giờ. Hành tinh này còn trẻ, và từ trường mạnh của nó hoàn toàn phù hợp với các mô hình lý thuyết về dynamo dành cho những thiên thể như vậy. Ngôi sao trong hệ tương đối yên tĩnh ở dải vô tuyến, điều này đã giúp tách được tín hiệu của hành tinh. Công trình hiện vẫn đang trong giai đoạn phản biện, các kết quả đã được công bố dưới dạng bản thảo trước trên arXiv.

Phát hiện này không liên quan đến việc tìm kiếm các nền văn minh ngoài Trái Đất — các tín hiệu hoàn toàn là tự nhiên. Tuy nhiên, nó mang lại một công cụ mới. Từ trường của các hành tinh ảnh hưởng đến việc giữ lại khí quyển, đến tương tác với gió sao và đến cấu trúc bên trong. Cho đến nay, những phép đo như vậy đối với các thế giới ngoài Hệ Mặt Trời vẫn chưa thể thực hiện trực tiếp. Giờ đây đã xuất hiện khả năng nghiên cứu từ quyển của các ngoại hành tinh thông qua những vụ bùng phát vô tuyến của chúng.

Hãy hình dung: ở khoảng cách hàng chục năm ánh sáng, một quả cầu khí khổng lồ đang quay. Ở các vùng cực của nó đang diễn ra những quá trình giống như cực quang phương Bắc trên Trái Đất, chỉ có điều mạnh mẽ hơn không thể so sánh được. Các electron xoắn ốc dọc theo những đường sức vô hình của từ trường, và năng lượng thoát ra vũ trụ dưới dạng sóng vô tuyến. Những sóng này vượt qua không gian liên sao, đến được Trái Đất và bị bắt bởi một mạng lưới ăng-ten giữa sa mạc Nam Phi. Tất cả những điều đó là một phần của cùng một nền vật lý vận hành cả ở đây, nơi chúng ta, lẫn ở kia, bên một ngôi sao xa lạ. Hóa ra vũ trụ được cấu tạo đến mức ngay cả những thiên thể xa xôi nhất cũng để lại những dấu vết mà chúng ta đang dần học cách đọc. Mỗi dấu vết như vậy lại bổ sung chi tiết cho bức tranh về thế giới, nơi các hành tinh, từ trường và bức xạ gắn kết với nhau thành một hệ thống phức tạp nhưng có thể hiểu được.

44 Lượt xem

Bình luận

Bạn có phát hiện lỗi hoặc sai sót không?Chúng tôi sẽ xem xét ý kiến của bạn càng sớm càng tốt.