WASP-121b là một ngoại hành tinh cách Trái Đất 850 năm ánh sáng, chuyển động trên quỹ đạo quanh ngôi sao mẹ với chu kỳ ít hơn 2 ngày – một quá trình mà Trái Đất phải mất một năm để hoàn thành (Trái Đất mất một năm để hoàn thành một vòng quỹ đạo xung quanh Mặt Trời). WASP-121b nằm rất gần sao mẹ – gần hơn 40 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời. Khoảng cách gần này là nguyên nhân chính giải thích cho nhiệt độ rất cao của nó, khoảng 2500-3000 độ C. Điều này khiến cho ngoại hành tinh này trở thành đối tượng cho nghiên cứu để hiểu rõ hơn về các thiên thể siêu nóng.
Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Jens Hoeijmakers, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trung tâm Quốc gia về Năng lực trong nghiên cứu PlanetS tại Đại học Bern và Geneva (Thụy Sĩ), đã khảo sát dữ liệu được thu thập bằng máy quang phổ HARPS độ phân giải cao. Họ có thể chỉ ra rằng có tổng cộng ít nhất bảy kim loại ở thể khí xuất hiện trong khí quyển của WASP-121b. Kết quả đã được công bố gần đây trên tạp chí Astronomy and Astrophysics.
Nhiều điều bất ngờ đang diễn ra trong bầu khí quyển của WASP-121b
WASP-121b đã được nghiên cứu rộng rãi kể từ khi được phát hiện. “Các nghiên cứu trước đó cho thấy có rất nhiều thứ đang diễn ra trong bầu khí quyển của nó”, Jens Hoeijmakers giải thích. Và điều này bất chấp thực tế các nhà thiên văn đã từng giả định rằng các hành tinh cực nóng có bầu khí quyển khá đơn giản vì không có nhiều hợp chất hóa học phức tạp có thể hình thành ở nhiệt độ nóng đến như vậy. Vậy làm thế nào mà WASP-121b lại có sự phức tạp ngoài mong đợi này?
“Các nghiên cứu trước đây đã cố gắng giải thích những quan sát phức tạp này bằng những lý thuyết có vẻ không hợp lý đối với tôi”, Hoeijmakers nói. Các nghiên cứu đã nghi ngờ rằng các phân tử có chứa kim loại tương đối hiếm vanadi (V) là nguyên nhân chính giải thích cho bầu khí quyển phức tạp ở WASP-121b. Tuy nhiên, theo Hoeijmakers, điều này sẽ chỉ có ý nghĩa nếu một kim loại phổ biến hơn, titan, không có trong khí quyển. Vì vậy, Hoeijmakers và các đồng nghiệp của mình bắt đầu tìm kiếm một lời giải thích khác.
“Nhưng hóa ra họ đã đúng”, Hoeijmakers dứt khoát thừa nhận. "Trước sự ngạc nhiên của mình, chúng tôi thực sự tìm thấy dấu hiệu rõ rệt của vanadi trong các quan sát." Tuy nhiên, cùng lúc đó, titan cũng không có mặt. Điều này đã khẳng định giả định của Hoeijmakers.
Các kim loại bay hơi
Nhưng nhóm nghiên cứu cũng có những khám phá bất ngờ khác. Ngoài vanadi, họ phát hiện ra sáu kim loại khác trong khí quyển của WASP-121b: Sắt, crom, canxi, natri, magie và niken.
Hoeijmakers giải thích: “Tất cả các kim loại đều bay hơi do nhiệt độ cao phổ biến trên WASP-121b, do đó đảm bảo rằng bầu khí quyển trên ngoại hành tinh bao gồm các kim loại bay hơi, trong số những thành phần khác”.
Kỷ nguyên mới trong nghiên cứu ngoại hành tinh
Đây là một ví dụ cho việc các kết quả chi tiết như vậy có thể cho phép các nhà nghiên cứu đưa ra kết luận về các quá trình hóa học xảy ra trên các hành tinh tương tự. Đây là một kỹ năng quan trọng cho một tương lai không xa, khi các kính viễn vọng và máy quang phổ lớn hơn, nhạy hơn sẽ được phát triển.
Điều này sẽ cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu các đặc tính của các hành tinh đá nhỏ hơn, lạnh hơn tương tự như Trái Đất.
“Với những kỹ thuật tương tự mà chúng tôi sử dụng ngày nay, thay vì chỉ phát hiện dấu hiệu của sắt hoặc vanadi ở thể khí, chúng tôi sẽ có thể tập trung vào các đặc điểm sinh học, các dấu hiệu của sự sống như dấu hiệu của nước, oxy và metan”, Hoeijmakers nói.
Hiểu biết rộng về bầu khí quyển của WASP- 121b không chỉ xác nhận tính chất cực kỳ nóng của ngoại hành tinh mà còn nhấn mạnh thực tế rằng lĩnh vực nghiên cứu này đang bước vào một kỷ nguyên mới, như Hoeijmakers đã nói: “Sau nhiều năm ghi nhận những thứ ngoài kia, bây giờ chúng tôi không còn chỉ thực hiện các phép đo, mà chúng tôi thực sự bắt đầu hiểu được dữ liệu mà các thiết bị cho chúng tôi thấy.
Các hành tinh giống và khác nhau như thế nào. Theo cách tương tự, có lẽ Charles Darwin đã bắt đầu phát triển thuyết tiến hóa sau khi mô tả đặc điểm của vô số loài động vật, chúng tôi cũng đang bắt đầu hiểu thêm về cách các ngoại hành tinh này hình thành và cách chúng hoạt động”.
Gia Linh
Theo Spacedaily.com
