Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế gần đây đã đo quang phổ của bầu khí quyển của một hành tinh nóng hiếm gặp của sao Hải Vương, mà phát hiện của Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh (TESS) của NASA vừa được công bố vào tháng trước.
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế gần đây đã đo quang phổ của bầu khí quyển của một hành tinh nóng hiếm gặp của sao Hải Vương, mà phát hiện của Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh (TESS) của NASA vừa được công bố vào tháng trước.
Khám phá được thực hiện với dữ liệu được cung cấp từ Kính viễn vọng Không gian Spitzer của NASA hiện đã nghỉ hưu, cho phép một tầm nhìn hồng ngoại độc đáo của vũ trụ nhìn vào các vùng không gian bị che khuất khỏi kính thiên văn quang học.
Một trong những mục tiêu chính của sứ mệnh TESS của NASA là tìm kiếm các hành tinh nhỏ, mới có thể là mục tiêu tốt để mô tả đặc tính khí quyển. Ban đầu trong sứ mệnh của mình, nó đã tìm thấy LTT9779b, một hành tinh quay quanh một ngôi sao giống như Mặt trời nằm cách Trái đất 260 năm ánh sáng. Hành tinh này, lớn hơn một chút so với Sao Hải Vương, quay quanh rất gần ngôi sao của nó. Hành tinh này được tìm thấy trong “sa mạc nóng của Sao Hải Vương”, nơi các hành tinh không nên tồn tại. Thật vậy, hầu hết các hành tinh nóng gần đều là những hành tinh khí khổng lồ có kích thước bằng Sao Mộc hoặc Sao Thổ, có khối lượng đủ để giữ lại phần lớn bầu khí quyển của chúng bằng cách sử dụng trọng lực cao chống lại sự bốc hơi do ngôi sao gây ra, hoặc những hành tinh nhỏ bằng đá đã mất bầu khí quyển.
“Sao Hải Vương cực nóng này là một ngoại hành tinh ‘cỡ trung bình’ quay quanh rất gần với ngôi sao của nó (chỉ mất 19 giờ để hoàn thành một quỹ đạo), nhưng mật độ thấp của nó cho thấy nó vẫn có một bầu khí quyển nặng ít nhất 10% khối lượng của hành tinh, “trợ lý Giáo sư Vật lý và Thiên văn của Đại học New Mexico, Diana Dragomir, người đang dẫn đầu công trình liên quan đến hơn 25 viện nghiên cứu.
Tuổi của hệ thống này là 2 tỷ năm. Ở nhiệt độ cao này, bầu khí quyển của hành tinh lẽ ra đã bốc hơi từ lâu, trong thời kỳ đầu của hệ thống. “Các sao Hải vương nóng rất hiếm và một trong những môi trường khắc nghiệt như thế này rất khó giải thích vì khối lượng của nó không đủ lớn để giữ được bầu khí quyển trong thời gian dài. Vậy nó đã xoay sở như thế nào? LTT9779b khiến chúng tôi phải vò đầu bứt tai , nhưng thực tế là nó có bầu khí quyển cho chúng tôi một cách hiếm để điều tra loại hành tinh này, vì vậy chúng tôi quyết định thăm dò nó bằng một kính thiên văn khác, “Dragomir nói thêm.
Để điều tra thành phần khí quyển và làm sáng tỏ thêm về nguồn gốc của nó, các nhà khoa học đã thu được các quan sát nhật thực thứ cấp bằng Máy ảnh Mảng Hồng ngoại Spitzer (IRAC) của Sao Hải Vương nóng. Các quan sát của Spitzer đã xác nhận sự hiện diện trong khí quyển và cho phép đo nhiệt độ rất cao của hành tinh, khoảng 2.000 Kelvin (khoảng 3.000 độ F). “Lần đầu tiên, chúng tôi đo được ánh sáng đến từ một hành tinh không nên tồn tại!” Dragomir nói.
Sau khi kết hợp các quan sát Spitzer với phép đo nhật thực thứ cấp trong dải thông TESS, các nhà khoa học đã nghiên cứu quang phổ phát xạ thu được và xác định bằng chứng về sự hấp thụ phân tử trong bầu khí quyển của hành tinh, mà họ tin rằng có thể là do carbon monoxide. Phân tử này không nằm ngoài dự đoán của các hành tinh nóng lớn (sao Mộc nóng), nhưng để tìm thấy nó trong một sao Hải Vương nóng có thể cung cấp manh mối về nguồn gốc của hành tinh này và cách nó quản lý để giữ được bầu khí quyển của mình. Kết quả này là phát hiện đầu tiên về các đặc điểm khí quyển trong một hành tinh ngoài hành tinh do TESS phát hiện, và là lần đầu tiên đối với một Sao Hải Vương cực nóng.
Dragomir cho biết: “Nếu có nhiều bầu khí quyển bao quanh hành tinh, như trường hợp của LTT9779b, thì bạn có thể nghiên cứu nó dễ dàng hơn. “Một bầu khí quyển nhỏ hơn sẽ khó quan sát hơn nhiều.” Kết quả cho thấy LTT9779b là một mục tiêu tuyệt vời để mô tả đặc tính bổ sung với Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) sắp tới của NASA, kính viễn vọng này cũng có thể xác minh xem liệu sự hấp thụ phân tử quan sát được có thực sự là do carbon monoxide hay không.
Một bài báo đồng hành, do Trợ lý Giáo sư Ian Crossfield của Đại học Kansas dẫn đầu, cũng phát hiện ra các dấu hiệu cho thấy bầu khí quyển của hành tinh có mức độ nguyên tố nặng cao hơn dự kiến. Điều này cũng hấp dẫn bởi vì hai hành tinh có kích thước tương tự trong Hệ Mặt trời của chúng ta, Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, được cấu tạo chủ yếu từ các nguyên tố nhẹ như hydro và heli.
“LTT9779 là một trong những mục tiêu siêu thú vị, một loại đá quý rất hiếm để chúng ta hiểu biết về Neptunes nóng. Chúng tôi tin rằng chúng tôi đã phát hiện carbon-monoxide trong bầu khí quyển của nó và vùng ban ngày vĩnh viễn rất nóng, trong khi rất ít nhiệt được truyền vào ban đêm Björn Benneke, giáo sư tại Đại học Montréal và thành viên của Viện Nghiên cứu về các hành tinh ngoài hành tinh (iREx) cho biết. “Cả hai phát hiện đều khiến LTT9779b nói rằng có một tín hiệu rất mạnh cần được quan sát khiến hành tinh này trở thành mục tiêu rất hấp dẫn cho việc mô tả đặc điểm chi tiết trong tương lai bằng JWST.”
Kết hợp với nhau, những kết quả này đã tạo tiền đề cho các cuộc điều tra tương tự về một mẫu hành tinh lớn hơn được phát hiện trong sa mạc Sao Hải Vương nóng bỏng này, đây là chìa khóa để khám phá ra nguồn gốc của quần thể ngoại hành tinh độc đáo này.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=HVvLPIUFzKo&feature=emb_logo
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học New Mexico cung cấp . Bản gốc do Steve Carr viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :