Những phát hiện giá trị khi NASA chụp được siêu Trái đất màu hồng

Bạn đã nghe nói về một hành tinh xa xôi bên ngoài hệ Mặt trời của chúng ta chưa? Bạn có biết có một thế giới bí ẩn? Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA đã chụp được một thứ vô cùng đáng kinh ngạc. Đó là hình ảnh rõ nhất về hành tinh bí ẩn có tên GJ 1214 b.

Nó lớn hơn các hành tinh đá như Trái đất, sao Hỏa, sao Kim, nhưng vẫn nhỏ hơn bất kỳ hành tinh băng hoặc khí khổng lồ nào trong hệ thống của chúng ta như sao Thiên vương, sao Hải vương chứ chưa nói đến sao Thổ, sao Mộc. Tuy nhiên, các nghiên cứu cho rằng những hành tinh như vậy – thường được gọi là siêu Trái đất hoặc sao Hải vương thu nhỏ – cực kỳ phổ biến trong thiên hà của chúng ta.

Thông báo của NASA đã tuyên bố: "Một nhóm khoa học đã có được quan sát sâu sắc mới về bầu khí quyển của một "sao Hải Vương thu nhỏ", một loại hành tinh phổ biến trong thiên hà nhưng ít được biết đến. Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA đã quan sát thấy một hành tinh xa xôi bên ngoài hệ Mặt trời của chúng ta để tiết lộ nơi có khả năng là một thế giới có độ phản chiếu cao với bầu khí quyển ẩm ướt. Đó là cái nhìn cận cảnh nhất về một thế giới bí ẩn, một "sao Hải Vương nhỏ" mà hầu như không thể xuyên thủng đối với các quan sát trước đây".

Theo thông tin do NASA cung cấp, dù GJ 1214 b có nhiệt độ 277 độ C - quá nóng để con người có thể  sinh sống cũng như để tồn tại các đại dương chứa nước lỏng, nhưng nó vẫn thuộc loại lạnh ở quy mô vũ trụ. Thậm chí, nước có khả năng tồn tại ở dạng hơi và vẫn có thể là một phần chính trong bầu khí quyển của GJ 1214 b.

Eliza Kempton, một nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland và là tác giả chính của một báo cáo vừa được xuất bản trên tạp chí Nature, cho biết: “Hành tinh này hoàn toàn bị bao phủ bởi một loại sương mù hoặc lớp mây nào đó. Bầu không khí vẫn hoàn toàn bị che khuất khỏi chúng ta cho đến khi có quan sát này”.

Kempton cũng lưu ý rằng, nếu thực sự chứa nhiều nước, thì hành tinh này có thể là một “thế giới nước”, với một lượng lớn vật chất nước và băng giá vào thời điểm hình thành.

Quan sát chứng minh sức mạnh của Thiết bị hồng ngoại trung bình (MIRI) của Webb, thiết bị này quan sát các bước sóng ánh sáng bên ngoài phần quang phổ điện từ mà mắt người có thể nhìn thấy. Nhờ sử dụng MIRI, nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra một loại “bản đồ nhiệt” của hành tinh khi nó quay quanh ngôi sao mẹ. Hành tinh này hoàn thành một quỹ đạo quanh ngôi sao mẹ chỉ trong 1,6 ngày Trái đất. Bản đồ nhiệt thời điểm ngay trước hành tinh di chuyển về phía ngôi sao và khi nó xuất hiện trở lại ở phía bên kia đã hé lộ chi tiết về thành phần của bầu khí quyển.

Kempton cho biết: “Khả năng có được một quỹ đạo hoàn chỉnh thực sự rất quan trọng để hiểu cách hành tinh phân phối nhiệt từ phía ban ngày sang phía ban đêm. Có rất nhiều sự tương phản giữa ngày và đêm. Ban đêm lạnh hơn ban ngày”. Trên thực tế, nhiệt độ thay đổi giữa ngày và đêm của GJ 1214 b là từ 277 đến 165 độ C.

Sự thay đổi lớn như vậy chỉ có thể xảy ra trong bầu khí quyển được tạo thành từ các phân tử nặng hơn, chẳng hạn như nước hoặc khí mê-tan. Điều đó có nghĩa là bầu khí quyển của GJ 1214 b hầu như không chứa các phân tử hydro nhẹ. Kempton cho biết, đây là manh mối tiềm năng quan trọng đối với lịch sử và sự hình thành của hành tinh này – được giả định là đầy nước trong giai đoạn hình thành.

Kempton lưu ý dù GJ 1214 b được xếp vào hành tinh nóng nhưng nó mát hơn nhiều so với dự kiến. Đó là bởi vì bầu khí quyển sáng bóng bất thường của nó, điều gây ngạc nhiên cho các nhà nghiên cứu. Chính bầu khí quyển này đã phản xạ một phần lớn ánh sáng từ ngôi sao mẹ thay vì hấp thụ để có nhiệt độ nóng hơn. 

Trước đây, các nhà khoa học đã nghĩ rằng những đám mây có thể được tạo thành từ một loại sương mù tối nào đó, nhưng điều đó không phù hợp với lượng ánh sáng được phản chiếu. Các nhà khoa học có thể sẽ tạo ra khói mù hóa học có đặc tính tương tự trong phòng thí nghiệm, để mô phỏng điều kiện thực tế trên GJ 1214 b.

Những quan sát mới có thể mở ra cơ hội hiểu biết sâu hơn về một loại hành tinh bị bao phủ kiểu như vậy. Mini-Neptunes – hay sub-Neptunes (hành tinh dạng sao Hải vương thu nhỏ) là loại hành tinh phổ biến nhất trong thiên hà, nhưng bí ẩn đối với chúng ta vì chúng không xuất hiện trong hệ Mặt trời. Các phép đo đạc cho đến nay cho thấy chúng tương tự như một phiên bản thu nhỏ của sao Hải vương nhưng trước nay ít được biết đến.

Những phát hiện mới đã thu hút nhà nghiên cứu hành tinh Laura Kreidberg, thuộc Viện Thiên văn học Max Planck ở Đức, người không thuộc nhóm nghiên cứu này nhưng đã từng sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble để quan sát GJ 1214b trong quá khứ.

Kreidberg gọi hành tinh này là "cá voi trắng" đối với các nhà khoa học nghiên cứu các hành tinh bên ngoài hệ Mặt trời vì nó rất khó để mô tả đặc điểm.

Kreidberg nói: “Thật tuyệt khi cuối cùng cũng thấy một số bí mật được tiết lộ. Tôi không ngờ bầu khí quyển của nó lại sáng bóng như vậy. Điều đó hoàn toàn không nằm trong hình dung của tôi. Chúng ta sẽ phải quay lại bàn để tìm hiểu tại sao hành tinh này lại sáng bóng như vậy”.