Sử dụng đài quan sát VLT của ESO, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra nguyên tố nặng nhất từng được tìm thấy trong khí quyển một ngoại hành tinh - bari (barium/Ba). Họ đã thực sự ngạc nhiên khi tìm thấy nguyên tố này ở độ cao khá lớn trong khí quyển của hai hành tinh khí khổng lồ cực nóng là WASP-76 b và WASP-121 b. Khám phá bất ngờ này đặt ra những câu hỏi về chính bản chất của những bầu khí quyển này.
Theo Tomás Azevedo Silva ở Đại học Porto và Viện Vật lý thiên văn và Khoa học không gian (IA) Bồ Đào Nha, người đứng đầu nghiên cứu này, thì: "Phần khó hiểu và phản trực giác nhất là: Tại sao lại có một nguyên tố nặng như vậy ở tầng cao khí quyển của những hành tinh này?". Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Astronomy & Astrophysics (Thiên văn học và Vật lý thiên văn).
WASP-76 b và WASP-121 b không phải những hành tinh thông thường. Cả hai đều là những "Sao Mộc siêu nóng" với việc chúng có kích thước tương tự Sao Mộc nhưng với bề mặt đạt nhiệt độ lên tới hơn 1000 độ C. Lý do của việc này là vì chúng ở quá gần sao mẹ, cũng có nghĩa là để hoàn thành mỗi vòng quỹ đạo của mình, chúng chỉ mất một hoặc hai ngày. Điều này khiến cho hai ngoại hành tinh có những đặc điểm khác thường, chẳng hạn như các nhà thiên văn dự đoán rằng ở WASP-76 b có mưa sắt rơi xuống trong khí quyển.
Nhưng ngay cả có mưa sắt đi nữa thì các nhà khoa học vẫn ngạc nhiên khi tìm thấy bari, thứ nặng gấp 2,5 lần sắt, trong tầng cao khí quyển của hai ngoại hành tinh.
"Với trọng lực lớn của những hành tinh này, chúng tôi cho rằng những nguyên tố nặng như bari sẽ nhanh chóng rơi xuống những lớp thấp hơn của khí quyển," đồng tác giả Olivier Demangeon, cũng ở Đại học Porto và IA, giải thích.
"Đây là một khám phá mang tính tình cờ," Azevedo Silva nói. "Chúng tôi không trông chờ hay tìm kiếm bari và thậm chí còn phải kiểm tra lại để chắc chắn là có nó ở các hành tinh đó khi mà nó chưa hề được tìm thấy ở bất cứ ngoại hành tinh nào trước đây."
Việc có bari ở khí quyển của cả hai Sao Mộc siêu nóng này gợi ý rằng loại ngoại hành tinh này thậm chí còn kỳ lạ hơn những gì được dự đoán trước đây. Mặc dù chúng ta đôi khi nhìn thấy bari trong khí quyển của mình, chẳng hạn như màu xanh lục rực rỡ khi người ta bắn pháo hoa, nhưng câu hỏi là quá trình tự nhiên nào có thể khiến nguyên tố nặng này tồn tại ở độ cao lớn như thế trong khí quyển của các ngoại hành tinh.
"Hiện tại, chúng tôi chưa biết chắc về cơ chế của nó," Demangeon nói.
Trong việc nghiên cứu khí quyển ngoại hành tinh, các Sao Mộc siêu nóng tỏ ra cực kỳ hữu ích. Như Demangeon giải thích, "Với việc chứa đầy khí và rất nóng, khí quyển của chúng nở rất rộng và do đó dễ hơn cho việc quan sát so với những hành tinh nhỏ hơn và lạnh hơn."
Xác định thành phần khí quyển của một ngoại hành tinh đòi hỏi những công cụ đặc biệt. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công cụ ESPRESSO của đài quan sát VLT của ESO đặt ở Chile để phân tích ánh sáng của sao bị lọc qua khí quyển của WASP-76 b và WASP-121 b. Việc đó cho phép xác định được sự có mặt của một số nguyên tố, trong đó có bari.
Những kết quả mới này cho thấy chúng ta mới có được cái nhìn rất sơ khai về những bí ẩn của các ngoại hành tinh. Với những công cụ trong tương lai chẳng hạn như máy quang phổ phân tán Echelle phân giải cao ArmazoNes (viết tắt là ANDES) sẽ được sử dụng ở đài quan sát ELT của ESO, các nhà thiên văn sẽ có thể nghiên cứu khí quyển của nhiều ngoại hành tinh, cả lớn và nhỏ, bao gồm cả những hành tinh đá như Trái Đất, với khả năng nhìn sâu hơn nhiều và mang lại nhiều manh mối hơn về tính chất của những thế giới kỳ lạ này.
Bryan
Theo Phys.org
