SỰ TÌM KIẾM NHỮNG HÀNH TINH
NGOÀI HỆ MẶT TRỜI
Các sao trong Thiên hà cũng trải qua những giai đoạn sinh tử như nhân loại trên Trái đất. Những kết quả nghiên cứu thiên văn khoảng 15 năm gần đây cho biết, là các hệ sao cùng các hành tinh quay chung quanh (như hệ Mặt trời của chúng ta) đã được cấu tạo từ một đám mây, trong đó có khí và bụi. Đám mây vừa quay, vừa sụp xuống vì sức hút của lực hấp dẫn của vật chất trong mây. Sau vài chục nghìn năm, vật chất dần dần tập trung ở giữa tạo thành một tinh vân dày đặc và dẹt như một cái bánh dầy. Ở trung tâm tinh vân, nơi mật độ cao nhất, một ngôi sao nguyên thuỷ được hình thành. Vì mới ''ra đời'', sao chưa nóng lên, chỉ phát ra bức xạ ở miền hồng ngoại. Lúc đó, sao phát ra một luồng gió, gọi là “gió sao”. Sao tiếp tục co lại và nóng dần trở thành một sao sáng tỏ. Vật chất ở phía ngoài tinh vân ngưng tụ và đông lại thành một vòng đai nơi những hành tinh sẽ được tạo ra và quay chung quanh ngôi sao. Khí của tinh vân bị hút bởi lực hấp dẫn của những hành tinh lớn vừa được hình thành và tạo ra tầng khí quyển bao bọc hành tinh. Vật chất còn lại bị gió sao thổi và tan rã dần. Vì ánh sáng của ngôi sao làm loá mắt nên rất khó phát hiện những hành tinh chung quanh, cũng như ta muốn nhìn thấy một ngọn nến lờ mờ đặt sát bên cạnh một ngọn đèn sáng rực. Dùng kỹ thuật quan sát rất cầu kỳ để che ánh sáng sao, các nhà thiên văn đã chụp được ảnh vòng đai bụi chung quanh ngôi sao Bêta Pictoris, cách xa ta 53 năm ánh sáng trong chòm sao Hội giá (giá vẽ). Bụi trong vòng đai này là những mảnh vụn còn lại trong quá trình hình thành của hệ sao. Ngôi sao chiếu sáng vòng đai và hun ấm những hạt bụi nên vòng đai phát ra nhiều tia hồng ngoại, đặc trưng của bức xạ nhiệt.
Hệ Mặt trời có 9 hành tinh quay trên những quỹ đạo hình elip nằm xấp xỉ trên một mặt phẳng. Các hành tinh Thuỷ (Mercure), Kim (Venus), Trái đất và Hoả (Mars) đã được tạo ra gần mặt trời, nơi nhiệt độ cao. Thành phần vật chất của bốn hành tinh này là đá và kim khí chịu được nóng nên không bốc thành khí. Các hành tinh Mộc (Jupiter), Thổ (Saturne), Thiên Vương (Uranus). Hải Vương (Neptune) và Diêm Vương (Pluton) được tạo ra ở vùng phía ngoài tinh vân nguyên thuỷ cách xa Mặt trời nơi nhiệt độ thấp. Các hành tinh Mộc và Thổ là hai hành tinh khổng lồ có nhiều khí và nặng hơn hàng trăm lần Trái đất. Hành tinh có những vệ tinh quay chung quanh cũng như Mặt trăng là vệ tinh của Trái đất. Vệ tinh Jô, một trong những vệ tinh của hành tinh Mộc, có những núi lửa phun vật chất lên tới độ cao 300 kilômét. Vệ tinh Jô chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn của hành tinh Mộc và những vệ tinh khác như Trái đất chịu ảnh hưởng của sức hút của Mặt trăng và Mặt trời tạo ra nước thuỷ triều lên xuống. Cho nên, cấu trúc của vệ tinh jô bị biến dạng và vật chất lỏng ở dưới vỏ vệ tinh bị hút ra ngoài và tạo ra những núi lửa rải rác trên mặt vệ tinh. Vì xa Mặt trời nên nhiệt độ trung bình trên vệ tinh jô chỉ khoảng âm 143 độ C. Nhiệt độ núi lửa trên jô cũng chỉ khoảng 77 độ C, rất thấp so với nhiệt độ vật chất phun ra bởi những núi lửa trên Trái đất.
Sự tìm kiếm các hệ sao có hành tinh không dễ dàng. Hiện nay, chưa có hành tinh nào được phát hiện ngoài những hành tinh trong hệ Mặt trời. Không phải vì thế mà chúng ta có thể kết luận rằng hệ Mặt trời và Trái đất của chúng ta là hệ sao duy nhất có hành tinh. Kể hoạch thăm dò các hệ sao trong Thiên hà của chúng ta đang được xúc tiến. Trong hệ sao, những hành tinh bị lực hấp dẫn của sao chi phối và di chuyển theo những quỹ đạo nhất định chung quanh sao. Ngược lại, lực hấp dẫn của hành tinh tuy rất yếu nhưng cũng ảnh hưởng tới quỹ đạo của sao trong hệ. Nếu ta theo dõi sự chuyển động của một ngôi sao và nhận thấy quỹ đạo của nó thay đổi chút ít thì ngôi sao có khả năng có ''đồng hành" không nhìn thấy. Đó là phương pháp phát hiện gián tiếp các hành tinh. Để sự phát hiện các hành tinh được đơn giản phần nào, các nhà thiên văn chỉ theo dõi những sao đơn và loại trừ những cặp sao đôi để tránh tác động của sao đồng hành. Thí dụ, nếu ta quan sát một hệ sao như hệ Mặt trời cách xa ta 30 năm ánh sáng (3.1014 kilômét) thì trong 12 năm, sao chỉ ''nhúc nhích" trên dưới một phần nghìn (10-3) giây do tác động của hành tinh sao Mộc. Sự thay đổi của quỹ đạo tuy nhỏ nhưng nằm trong khả năng đo đạc hiện đại.
Một hành tinh tương tự như hành tinh sao Mộc trong một hệ sao chỉ sáng bằng một phần tỷ (10-9) sao. Nhưng nếu ta quan sát trong vùng sông hồng ngoại (bước sóng 10 micrômét) thì cường độ bức xạ của hành tinh là một phần triệu (10-6) cường độ bức xạ của sao, tức là hành tinh tương đối sáng hơn một nghìn lần. Cho nên sự tìm kiếm hành tinh có dễ dàng một phần nào trong lĩnh vực những bước sóng hồng ngoại. Sự tìm kiếm các hành tinh được tập trung vào những hệ sao loại hệ Mặt trời trong đó hành tinh được hình thành từ vật chất trong đai chung quanh ngôi sao. Vòng đai của hệ sao trong chòm Hội giá lớn bằng sáu lần hệ Mặt trời. Khí quyển của đai cũng phát ra những vạch phân tử như Mêtan, Axetilen, hơi nước có thể phát hiện được trên những bước sóng hồng ngoại và vô tuyến. Sự phát hiện những hành tinh lớn như hành tinh Mộc trong các hệ sao khác có thể thực hiện bằng những kính viễn vọng loại lớn, đường kính 8 tới 10 mét, như kính Kếch hay VLT và kính Vũ trụ Hôpbơn. Khí quyển của Trái đất và chính kính viễn vọng cũng phát bức xạ hồng ngoại làm nhiễu xạ thu từ được từ Thiên thể. Đã có đề án đặt một trạm quan sát trên Mặt trăng nơi mật độ của khí quyển và nhiệt độ thấp để phát hiện những hành tinh nhỏ loại Trái đất của chúng ta.
