Phát hiện ra "tấm gương" khổng lồ trong vũ trụ: một hành tinh đáng lẽ không thể tồn tại

Cuối năm 2019, Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA) phóng lên không một vệ tinh nghiên cứu ngoại hành tinh (hành tinh nằm ngoài hệ Mặt Trời). Được đặt tên là CHEOPS (viết tắt của CHaracterising ExOPlanet Satellite - Vệ tinh Định dạng Ngoại hành tinh), đây là sứ mệnh đầu tiên nhắm tới mục tiêu nghiên cứu những hệ sao sáng và tương đối gần Hệ Mặt Trời.

Trong bộ dữ liệu được CHEOPS gửi về, các nhà nghiên cứu phát hiện ra một hành tinh cực nóng và được bao phủ với một lớp mây kim loại có thể phản chiếu ánh sáng. Điều đó khiến cho ngoại hành tinh tỏa sáng một cách lạ kỳ.

Trên bầu trời nhìn thấy được bằng mắt thường, bên cạnh thiên thể Mặt Trăng quen thuộc, sao Kim - hay cái tên dân gian là sao Hôm - sáng nổi bật nhờ lớp mây phủ phản chiếu lại tới 75% lượng ánh sáng Mặt Trời. Để so sánh, thì Trái Đất chỉ phản chiếu lại 30% lượng ánh sáng nhận về.

Lại nói về vệ tinh CHEOPS. Đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học tìm thấy một thiên thể sáng tương tự sao Kim, ấy là hành tinh LTT 9779 b. Dữ liệu thu được cho thấy hành tinh quay quanh ngôi sao LTT 9779 phản chiếu tới 80% ánh sáng nhận được.

Ngoại hành tinh có kích cỡ tương đương sao Hải Vương (đường kính khoảng 24.622 kilomet), khiến nó trở thành “tấm gương” vũ trụ lớn nhất mà ta biết. Những đám mây cấu thành từ kim loại đã khiến LTT 9779 b phản chiếu ánh sáng mạnh tới vậy; lớp mây này được làm chủ yếu từ silicate - vật chất có trong cát và thường được dùng trong chế tạo thủy tinh, bên cạnh đó pha thêm chút kim loại như titan.

“Bạn hãy tưởng tượng ra một thế giới nóng cháy, nằm gần ngôi sao trung tâm, với những đám mây kim loại nặng nề tạo ra những giọt mưa titan rơi xuống mặt đất”, nhà thiên văn học James Jenkins công tác tại Đại học Diego Portales cho hay. Ông James là đồng tác giả nghiên cứu mới và đã đăng tải kết luận của nhóm lên tạp chí Thiên văn và Vật lý thiên văn.

Để đo đạc ánh sáng phản chiếu từ một vật thể, các nhà khoa học sử dụng thuật ngữ “suất phản chiếu”. Đa số hành tinh đều có suất phản chiếu thấp, chủ yếu do khí quyển hấp thụ ánh sáng hoặc do bề mặt hành tinh gồ ghề và tối. Trong số các ngoại lệ, chúng ta có các hành tinh với băng phủ kín bề mặt, hay những hành tinh có lớp mây phản chiếu ánh sáng như sao Kim.

Tuy nhiên, việc hành tinh LTT 9779 b có thể phản chiếu ánh sáng là một bí ẩn. Vì nằm quá gần ngôi sao trung tâm, các nhà thiên văn học cho rằng mặt hướng nắng của LTT 9779 b phải nóng tới 2.000 độ C. Thông thường, khi nhiệt độ khí quyển quá 100 độ C thì mây sẽ khó hình thành, và LTT 9779 b nóng tới mức mây kim loại hay mây làm từ thủy tinh cũng không thể xuất hiện.

Nhưng có vẻ điều bất khả thi đã xảy ra. “Quả thực khó giải thích, cho tới khi chúng tôi luận ra rằng mây nay hình thành giống kiểu hiện tượng ngưng đọng xuất hiện sau một buổi tắm nước nóng”, Vivien Parmentier, nhà nghiên cứu công tác tại Đài thiên văn Côte d’Azur và đồng tác giả nghiên cứu mới được đăng tải, giải thích.

“Để tạo hơi nước trong phòng tắm, bạn có thể làm lạnh không khí cho đến khi hơi nước ngưng tụ, hoặc bạn có thể tiếp tục xả nước nóng cho đến khi màn sương hình thành, bởi lẽ không khí trong phòng tắm bão hòa hơi nước và không thể giữ nước thêm được nữa. Tương tự, khí quyển LTT 9779 b có thể hình thành mây kim loại trong khi nóng đến vậy là vì khí quyển đã bão hòa silicat và hơi kim loại”.

Để có thể xác định được đặc tính hành tinh LTT 9779 b, vệ tinh CHEOPS đã quay về hướng thiên thể khi … nó di chuyển khuất sau ngôi sao trung tâm. Bởi lẽ hành tinh này phản chiếu ánh sáng, thiết bị đo đạc ánh sáng ở thời điểm trước và sau khi LTT 9779 b hoàn toàn biến mất và bắt đầu lộ diện. Đo đạc lượng ánh sáng vệ tinh CHEOPS thu được, các nhà thiên văn học xác định thành công lượng ánh sáng mà hành tinh phản chiếu.

Quan sát LTT 9779 b bằng nhiều cách, ngành thiên văn học sẽ có được cái nhìn toàn cảnh về “hành tinh gương” lạ lùng.

LTT 9779 b là mục tiêu lý tưởng để nghiên cứu sâu hơn, bằng khả năng tuyệt hảo của cả hai thiết bị kính thiên văn là Hubble và James Webb. “Chúng sẽ giúp chúng ta khám phá những ngoại hành tinh này qua những bước sóng ánh sáng khác, bao gồm tia hồng ngoại và tia cực tím, giúp ta tìm hiểu về thành phần khí quyển của nó”, Emily Rickman, một nhà khoa học công tác tại ESA nhận định.

Theo ESA