Phát hiện một hành tinh ngoại hệ có quỹ đạo nghiêng một cách kì lạ

Hầu hết các hành tinh đựơc phát hiện cho tới nay quay trong cùng một mặt phẳng quỹ đạo tương ứng với mặt phẳng xích đạo của ngôi sao chủ. Trong hệ Mặt trời của chúng ta, Pluto là một hiện tượng ngoại lệ (hiện nay Pluto đã bị giáng chức thành một hành tinh lùn)

Bởi vậy các nhà thiên văn học đã rất đỗi ngạc nhiên khi họ tìm ra một hành tinh ngoại hệ lớn hơn Jupiter nhiều nhưng lại không bay trong mặt phẳng quỹ đạo của ngôi sao chủ. Đó là hành tinh XO-3b và quỹ đạo của nó nghiêng một góc 37 độ so với mặt phẳng xích đạo của ngôi sao chủ.

Theo một tuyên bố của các nhà nghiên cứu tại trường MIT (Massachusetts Institute of Technology) thì về mặt lý thuyết, những trường hợp lệch góc lớn như vậy hẳn phải do một sự chấn động sau khi hành tinh đựơc hình thành. Theo các nhà nghiên cứu thì những đối tượng va đập với những hành tinh khác có thể làm phóng đại góc nghiêng ban đầu (vốn nhỏ), nhưng họ vẫn chưa rõ nguyên nhân gì làm cho quỹ đạo của XO-3b nghiêng tới như vậy.

Hành tinh kỳ lạ trên được phát hiện vào năm 2007, nhưng để xác định đựơc quỹ đạo của nó là cả một vấn đề phức tạp.
XO-3b được phát hiện bằng một phương pháp dựa trên một thực tế là mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh này may mắn nằm trùng với đường thẳng nối ngôi sao chủ tới Trái đất. Do có sự định vị như vậy nên đôi khi hành tinh XO-3b đi ngang qua tầm nhìn của ngôi sao (đối với người quan sát từ Trái đất), một hiện tượng còn gọi là sự đi ngang qua. Khi hành tinh đi ngang qua, ánh sáng từ ngôi sao bị yếu đi đôi chút (đối với người quan sát từ Trái đất) và người ta đo được sự yếu đi này là khoảng 1%.
Theo các nhà nghiên cứu tại trường MIT, để đo được góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo, họ đã phải rất vất vả. Thực tế là nếu một hành tinh đi ngang qua một ngôi sao với một góc lệch so với mặt phẳng xích đạo, nó sẽ tạo nên một sự thay đổi rất đặc trưng trong phổ ánh sáng của ngôi sao chủ. Sự tự quay quanh trục của ngôi sao tạo ra hiệu ứng Doppler và sự biến đổi rất nhỏ do sự lệch góc của hành tinh bay ngang qua có thể đo được bởi những máy đo phổ cực nhạy.

Chúng ta có thể bắt gặp hiệu ứng Doppler trong âm thanh khi có một xe cứu thương phóng thật nhanh trên đường ngang qua ta. Khi chiếc xe phóng tới gần, âm thanh của nó như bị nén lại và có tần số cao hơn, và khi chiếc xe đi xa khỏi ta thì âm thanh của nó lại có tần số thấp hơn.

Cũng giống như hầu hết trong số trên dưới 350 hành tinh ngoại hệ đựơc phát hiện ra cho tới nay, XO-3b có kích thước lớn và nằm gần với ngôi sao chủ của nó. Các hành tinh lớn đó được tìm ra bởi công nghệ hiện tại. XO-3b có khối lượng khoảng 13 lần so với sao Mộc và có chu kỳ quay xung quanh ngôi sao là 3,5 ngày (Trái đất).

Quỹ đạo của XO-3b đã đựơc một nhóm khác đề cập tới vào năm ngoái. Nhưng những quan sát mới đây do Winn và nhóm của ông thực hiện ở Đài Keck (Hawaii) đã đưa ra những phép đo chính xác và tin cậy về độ nghiêng quỹ đạo của hành tinh này.