Lần đầu tiên phát hiện khí quyển đặc biệt của một "siêu Trái Đất"

Lần đầu tiên trong lịch sử ngành khoa học vũ trụ, các nhà thiên văn học đã phát hiện khí trong khí quyển của một ngoại hành tinh thuộc nhóm "siêu Trái Đất" tiết lộ sự có mặt của hydro và heli, nhưng không có hơi nước. Hành tinh kì lạ này mang số hiệu 55 Cancri e, có khối lượng gấp 8 lần Trái Đất và cách ngôi nhà của chúng ta khoảng 40 năm ánh sáng.

Để có phát hiện mang tính lịch sử này, các nhà nghiên cứu tại đại học tổng hợp London (University College London, UCL) đã sử dụng kĩ thuật xử lý mới để xử lí dữ liệu từ kính thiên văn không gian Hubble của NASA/ESA. Từ đó, họ có thể nghiên cứu khí quyển của 55 Cancri e một cách chi tiết chưa từng có.

Tác giả của phát hiện này, nghiên cứu sinh tiến sĩ Angelos Tsiaras thuộc khoa Vật lý Thiên văn cho biết: “Đây là một kết quả rất thú vị bởi đây là lần đầu tiên chúng ta có thể tìm thấy dấu hiệu của quang phổ cho thấy những khí nào hiện diện trong khí quyển của một siêu Trái Đất. Phân tích của chúng tôi về khí quyển của 55 Cancri e gợi ý rằng hành tinh này đã giữ lại được một lượng đáng kể hydro và heli từ tinh vân mà nó được hình thành trong đó”.

Các hành tinh siêu Trái Đất được cho là loại hành tinh phổ biến nhất trong thiên hà Milky Way của chúng ta và chúng được gọi với cái tên như vậy bởi chúng có khối lượng lớn hơn Trái Đất nhưng vẫn nhỏ hơn nhiều các hành tinh khí khổng lồ trong Hệ Mặt Trời. Camera Trường Rộng 3 (WFC3) của Hubble đã từng được dùng để khảo sát khí quyển của hai siêu Trái Đất khác, nhưng không một đặc điểm của quang phổ nào được tìm thấy trong các nghiên cứu trước đây. Siêu Trái Đất 55 Cancri e có một năm dài 18 giờ và nhiệt độ bề mặt được cho là lên tới khoảng 2000 độ C.

Hành tinh này nằm trong một hệ mặt trời với ngôi sao trung tâm là 55 Cancri, còn được biết đến với cái tên là “Copernicus”, là một ngôi sao thuộc chòm sao Cancer cách Trái Đất 40 năm ánh sáng. Bởi vì 55 Cancri là một ngôi sao sáng nên nhóm nghiên cứu có thể sử dụng các kĩ thuật phân tích mới để thu được thông tin về các hành tinh đồng hành của nó.

Các quan sát được thực hiện bằng việc quét WFC3 rất nhanh qua ngôi sao để thu được một số quang phổ. Bằng việc kết hợp các quan sát này và xử lý hình ảnh thông qua phần mềm phân tích trên máy tính, các nhà nghiên cứu đã có thể tìm được những dấu hiệu của quang phổ 55 Cancri e bị hòa vào trong ánh sáng của ngôi sao.

Siêu Trái Đất 55 Cancri e.

“Kết quả này đã mang đến cái nhìn đầu tiên vào trong khí quyển của một siêu Trái Đất. Hiện tại chúng ta đã có những manh mối chẳng hạn như hành tinh này bây giờ trông như thế nào, có thể nó đã hình thành và tiến hóa ra sao, và điều này có ý nghĩa quan trọng đối với 55 Cancri e cũng như các siêu Trái Đất khác”, giáo sư Giovanna Tinetti - một thành viên khác của nhóm nghiên cứu cho biết. Một điều thú vị là, dữ liệu cũng gợi ý rằng có dấu hiệu của hydro xianua, một nhân tố làm cho khí quyển giàu cacbon.

“Sự xuất hiện của hydro xianua cho thấy một khí quyển đầy tiềm năng với tỉ lệ xuất hiện rất cao cacbon cho đến oxy”, Tiến sĩ Olivia Venot, đến từ Đại học Leuven, Bỉ, người đã phát triển mô hình hóa học khí quyển của 55 Cancri e đã lên tiếng ủng hộ kết quả phân tích của các quan sát.

“Nếu sự có mặt của hydro xianua và các phân tử khác được xác nhận trong vài năm tới bởi thế hệ tiếp theo của kính thiên văn hồng ngoại, nó sẽ ủng hộ cho lý thuyết cho rằng hành tinh này thực sự giàu cacbon và là một nơi rất kì lạ”, giáo sư Jonathan Tennyson nói. “Mặc dù, hydro xianua hay axit xyanhyđric là chất rất độc, do vậy có lẽ đây không phải là hành tinh mà tôi muốn sống ở đó!”.

Tham khảo ScienceAlert