Thiên văn học lần đầu tiên đo lường chính xác khối lượng của Hành tinh Lang thang nhờ quan sát phối hợp của Gaia

Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế vừa đạt được một cột mốc lịch sử: lần đầu tiên đo lường trực tiếp và chính xác khối lượng của một hành tinh trôi dạt tự do, không bị ràng buộc bởi bất kỳ ngôi sao chủ nào và lang thang trong Dải Ngân hà. Thành tựu đột phá này, với các chi tiết được công bố trên tạp chí Science vào đầu tháng 1 năm 2026, đánh dấu một bước tiến vượt bậc về phương pháp luận trong nghiên cứu ngoại hành tinh, đưa lĩnh vực này vượt ra ngoài các ước tính thống kê đơn thuần. Sự kiện quan trọng cho phép đo lường này được ghi nhận vào tháng 5 năm 2024 và mang định danh kép là KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516, cho thấy nó đã được hai cuộc khảo sát mặt đất khác nhau ghi nhận.

Vật thể bí ẩn này nằm ở một khu vực gần trung tâm Thiên hà, cách Trái Đất khoảng 10.000 năm ánh sáng. Thách thức cốt lõi mà các nhà khoa học đã giải quyết thành công là loại bỏ cái gọi là “sự suy biến khối lượng-khoảng cách”, vốn trước đây đã cản trở việc xác định chính xác các thông số của các ứng cử viên hành tinh lang thang đã được phát hiện. Các nhà khoa học, dưới sự điều phối của Giáo sư Đổng Tử Bác (Subo Dong) từ Đại học Bắc Kinh, đã tận dụng một cơ hội vàng: quan sát đồng thời sự kiện này bằng Kính viễn vọng Không gian Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và các kính viễn vọng mặt đất KMTNet cùng OGLE. Sự trùng hợp ba bên này đã cho phép đo thị sai thấu kính hấp dẫn, bằng cách tận dụng sự khác biệt về vị trí quan sát giữa các đài quan sát trên Trái Đất và quỹ đạo của Gaia.

Khối lượng được đo trực tiếp của “đứa trẻ mồ côi hành tinh” này tương đương với khối lượng của Sao Thổ, ước tính khoảng 22% khối lượng Sao Mộc hoặc xấp xỉ 70 lần khối lượng Trái Đất. Khối lượng này cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng vật thể đã hình thành trong đĩa tiền hành tinh xung quanh một ngôi sao, thay vì tự sụp đổ như cách các sao lùn nâu có khối lượng lớn hơn hình thành. Giáo sư Đổng Tử Bác nhấn mạnh rằng kết quả này xác nhận các mô hình lý thuyết cho rằng Thiên hà của chúng ta chứa đầy các ngoại hành tinh “mồ côi”, bị đẩy ra khỏi hệ thống của chúng do các tương tác hấp dẫn phức tạp.

Trong lịch sử, khoảng một tá ứng cử viên hành tinh lang thang đã được xác định trong thập kỷ qua, nhưng các đặc điểm của chúng vẫn là chủ đề suy đoán do không thể xác định chính xác khoảng cách. Phát hiện lần này đã xóa bỏ sự mơ hồ trước đây, vốn đặt các vật thể này vào một dải khối lượng khiến người ta không chắc chắn liệu chúng là hành tinh hay sao lùn nâu có khối lượng thấp. Việc xác nhận trạng thái hành tinh của một vật thể có khối lượng lớn hơn Trái Đất củng cố giả thuyết rằng số lượng hành tinh lang thang trong Dải Ngân hà có thể còn nhiều hơn cả số lượng các ngôi sao.

Triển vọng phát triển của lĩnh vực thiên văn học này rất hứa hẹn, vì phương pháp luận đã được áp dụng thành công trong nghiên cứu này sẽ được mở rộng cho các sứ mệnh trong tương lai. Việc phóng Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman của NASA, dự kiến vào khoảng cuối năm 2026 đến tháng 5 năm 2027, được kỳ vọng sẽ phát hiện hàng trăm hành tinh tương tự. Hơn nữa, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đang phát triển sứ mệnh “Trái Đất 2.0”, dự kiến phóng vào năm 2028, và sứ mệnh này cũng sẽ tích hợp việc tìm kiếm các hành tinh lang thang thông qua kỹ thuật thấu kính hấp dẫn vào các mục tiêu khoa học chính của mình, mở ra một kỷ nguyên mới cho việc khám phá vũ trụ.