Các nhà thiên văn học đã sử dụng kính thiên văn không gian Hubble để xác định nhiệt độ của một ngoại hành tinh có tên là WASP-121b và khám phá ra rằng thế giới này nóng tới mức các kim loại nặng bị bay hơi khỏi nó. Đây là lần đầu tiên hiện tượng này được quan sát.
Kể từ những ngày đầu của kỷ nguyên khám phá ngoại hành tinh, khi mà các nhà thiên văn học bắt đầu tìm kiếm những hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời, những hành tinh dạng "Sao Mộc nóng" đã thu hút được nhiều sự chú ý. Chúng là những hành tinh lớn tương đương hoặc lớn hơn Sao Mộc, cấu tạo chủ yếu bởi khí hydro và heli, có quỹ đạo rất gần sao mẹ của chúng. Những hành tinh này có thể chỉ mất ít giờ hoặc ít ngày để hoàn thành một vòng quỹ đạo. Kết quả là chúng có thể nóng tới hàng nghìn độ.
Nhưng WASP-121b là một trường hợp đặc biệt. Hành tinh này có lớp khí quyển phía trên nóng gấp 10 lần bất cứ hành tinh nào khác từng được quan sát. Các nhà thiên văn học nghĩ rằng lượng nhiệt khổng lồ này là nguyên nhân khiến các kim loại nặng bị bay hơi và thổi ra xa khỏi hành tinh.
Tác giả chính của nghiên cứu là David Sing ở Đại học Johns Hopkins (Baltimore, Maryland, Mỹ) cho biết: "Các kim loại nặng đã được quan sát thấy ở các Sao Mộc nóng khác trước đây, nhưng chỉ ở vùng thấp của khí quyển. Vì thế bạn không thể biết được nó có bị thoát đi hay không. Với WASP-121b, chúng tôi thấy magie và sắt ở thể khí nằm xa hành tinh tới mức chúng không còn bị ràng buộc hấp dẫn nữa."
Mất kiểm soát
WASP-121b nằm cách Trái Đất khoảng 900 năm ánh sáng, chuyển động trên quỹ đạo quanh một ngôi sao lớn hơn và nóng hơn một chút so với Mặt Trời. Theo cách nào đó, nó cũng tương tự như nhiều Sao Mộc nóng khác. Sức nóng dữ dội từ ngôi sao ở gần khiến WASP-121b phồng lên như kẹo dẻo. Sự phồng lên đồng nghĩa với việc lực hấp dẫn của nó kém kiểm soát hơn đối với các lớp ngoài, và sao mẹ của nó có thể kéo cho vật chất của nó tách ra. Khi WASP-121b di chuyển trên quỹ đạo, các nhà thiên văn học có thể thấy nó bị kéo dãn ra như một quả bóng bầu dục và mất dần vật chất.
Nhiệt độ khủng khiếp của WASP-121b là một điều hoàn toàn mới. Nó là thứ không chỉ cho phép các khí nhẹ như hydro và heli bay hơi mà ngay cả các kim loại nặng như sắt và magie cũng vậy. Thông thường, những vật liệu nặng này vẫn nhưng tụ trong các lớp dưới của khí quyển ngay cả ở nhiệt độ cực nóng. Nhưng sức nóng lên tới 4.600 độ F (hơn 2.500 độ C) của WASP-121b đủ để làm bốc hơi ngay cả các kim loại nặng vào khí quyển và sau đó để chúng thoát vào không gian.
Các nhà thiên văn học biết rằng WASP-121b là một hành tinh cực nóng từ khi nó bắt đầu theo dõi nó bằng kính Hubble. Họ đã quan sát hành tinh này trong các lần quá cảnh - khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao của nó khi nhìn từ Trái Đất. Cả hành tinh cũng như khí bị thoát ra của nó đều quá xa để có thể nhìn thấy trực tiếp. Nhưng các nhà thiên văn học có thể theo dõi ánh sáng mà họ đo được từ sao mẹ của nó - sao WASP-121 để xác định sự thay đổi khi hành tinh và dòng khí thoát ra của nó lướt qua phía trước ngôi sao. Quan sát này dẫn họ tới việc xác định được rằng các kim loại cũng bị chảy ra khỏi hành tinh.
Các nhà thiên văn học cho rằng các hành tinh như vậy không hình thành ở gần ngôi sao của chúng ngay từ đầu. Thay vào đó, chúng hình thành ở xa, giống như Sao Mộc của chúng ta, sau đó mới dịch chuyển lại gần. Họ cũng nghi vấn rằng một số hành tinh nhỏ hơn ở quỹ đạo gần có thể từng là Sao Mộc nóng nhưng đã mất hết các lớp ngoài, chỉ còn lại lõi đặc bên trong.
Khi những kính thiên văn mới như kính James Webb sẽ bắt đầu hoạt động trong tương lai không xa, các nhà thiên văn học sẽ có thể quan sát rõ hơn nữa về các loại vật chất xung quanh những hành tinh cực nóng này.
R.T
Theo Astronomy
