Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã thu thập dữ liệu từ kính viễn vọng không gian TESS và Spitzer của NASA để lần đầu tiên miêu tả bầu khí quyển của một loại hành tinh ngoại cực kỳ bất thường được mệnh danh là ‘sao Hải Vương nóng’.
Một nhóm nghiên cứu do một nhà thiên văn học từ Đại học Kansas dẫn đầu đã thu thập dữ liệu từ kính viễn vọng không gian TESS và Spitzer của NASA để lần đầu tiên miêu tả bầu khí quyển của một loại ngoại hành tinh rất khác thường được mệnh danh là “sao Hải Vương nóng”.
Những phát hiện liên quan đến hành tinh được tìm thấy gần đây LTT 9779b đã được công bố hôm nay trên tạp chí Astrophysical Journal Letters . Bài báo mô tả chi tiết đặc điểm khí quyển quang phổ đầu tiên của bất kỳ hành tinh nào được TESS phát hiện, bản đồ nhiệt độ toàn cầu đầu tiên của bất kỳ hành tinh TESS nào có bầu khí quyển và sao Hải Vương nóng có phổ phát xạ về cơ bản khác với nhiều “sao Mộc nóng” lớn hơn được nghiên cứu trước đây.
Ian Crossfield, trợ lý giáo sư vật lý & thiên văn học tại KU và là tác giả chính của bài báo cho biết: “Lần đầu tiên, chúng tôi đo được ánh sáng đến từ hành tinh không nên tồn tại này. “Hành tinh này bị ngôi sao của nó chiếu xạ mạnh đến mức nhiệt độ của nó lên tới hơn 3.000 độ F và bầu khí quyển của nó có thể đã bốc hơi hoàn toàn. Tuy nhiên, các quan sát Spitzer của chúng tôi cho chúng ta thấy bầu khí quyển của nó thông qua ánh sáng hồng ngoại mà hành tinh phát ra.”
Mặc dù LTT 9779b rất đặc biệt, nhưng có một điều chắc chắn: Mọi người có thể sẽ không thích nó ở đó cho lắm.
Crossfield cho biết: “Hành tinh này không có bề mặt rắn, và nó còn nóng hơn nhiều so với sao Thủy trong hệ mặt trời của chúng ta – không chỉ chì sẽ tan chảy trong bầu khí quyển của hành tinh này mà cả bạch kim, crom và thép không gỉ cũng vậy. “Một năm trên hành tinh này chưa đầy 24 giờ – đó là tốc độ quay xung quanh ngôi sao của nó. Đó là một hệ thống khá khắc nghiệt.”
Sao Hải Vương nóng LTT 9779b được phát hiện chỉ vào năm ngoái, trở thành một trong những hành tinh có kích thước bằng Sao Hải Vương đầu tiên được phát hiện bởi sứ mệnh săn tìm hành tinh trên bầu trời TESS của NASA. Crossfield và các đồng tác giả của ông đã sử dụng một kỹ thuật gọi là phân tích “đường cong pha” để phân tích thành phần khí quyển của hành tinh ngoài.
Ông nói: “Chúng tôi đo lường lượng ánh sáng hồng ngoại được phát ra bởi hành tinh khi nó quay 360 độ trên trục của nó. “Ánh sáng hồng ngoại cho bạn biết nhiệt độ của thứ gì đó và nơi nóng hơn và mát hơn của hành tinh này – trên Trái đất, nó không nóng nhất vào buổi trưa; nó nóng nhất trong vài giờ vào buổi chiều. Nhưng trên hành tinh này, nó thực sự nóng nhất vào khoảng buổi trưa. Chúng tôi thấy hầu hết ánh sáng hồng ngoại đến từ một phần của hành tinh khi ngôi sao của nó ở thẳng trên cao và ít hơn rất nhiều từ các phần khác của hành tinh. “
Việc đọc nhiệt độ của hành tinh được coi là một cách để mô tả đặc điểm khí quyển của nó.
Đồng tác giả Nicolas Cowan của Viện Nghiên cứu về Hành tinh ngoài (iREx) cho biết: “Hành tinh này mát hơn nhiều so với dự đoán của chúng ta, điều này cho thấy nó đang phản xạ phần lớn ánh sáng sao chiếu tới nó, có lẽ là do những đám mây ven ngày Đại học McGill ở Montreal, người đã giúp phân tích và giải thích các phép đo đường cong pha nhiệt. “Hành tinh cũng không vận chuyển nhiều nhiệt vào ban đêm của nó, nhưng chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi hiểu rằng: Ánh sáng ngôi sao bị hấp thụ có khả năng bị hấp thụ cao trong khí quyển, từ đó năng lượng nhanh chóng được bức xạ trở lại không gian.”
Theo Crossfield, kết quả này chỉ là bước đầu tiên trong một giai đoạn khám phá hành tinh mới khi quá trình nghiên cứu khí quyển ngoại hành tinh di chuyển đều đặn về phía các hành tinh ngày càng nhỏ hơn.
Ông nói: “Tôi sẽ không nói rằng chúng ta đã hiểu mọi thứ về hành tinh này, nhưng chúng tôi đã đo lường đủ để biết rằng đây sẽ là một đối tượng thực sự hiệu quả cho nghiên cứu trong tương lai,” ông nói. “Nó đã được nhắm mục tiêu để quan sát bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb, là kính viễn vọng không gian hàng đầu trị giá hàng tỷ đô la tiếp theo của NASA sẽ ra đời trong vài năm tới. Những gì mà các phép đo của chúng tôi cho đến nay cho chúng ta thấy là những gì chúng tôi gọi là các tính năng hấp thụ quang phổ – – và quang phổ của nó chỉ ra carbon monoxide và hoặc carbon dioxide trong khí quyển. Chúng tôi đang bắt đầu xem xét những phân tử nào tạo nên bầu khí quyển của nó. Bởi vì chúng tôi thấy điều này và vì bản đồ nhiệt độ toàn cầu này trông như thế nào, nó cũng cho chúng tôi biết điều gì đó về cách các luồng gió đang luân chuyển năng lượng và vật chất xung quanh qua bầu khí quyển của hành tinh khí nhỏ này.”
Crossfield giải thích sự hiếm có của những thế giới giống như Sao Hải Vương được tìm thấy gần các ngôi sao chủ của chúng, một khu vực thường không có hành tinh mà các nhà thiên văn gọi nó là “sa mạc nóng của Sao Hải Vương”.
Ông nói: “Chúng tôi nghĩ rằng điều này là do các Neptune nóng không đủ lớn để tránh bay hơi và mất khối lượng đáng kể trong khí quyển. “Vì vậy, hầu hết các hành tinh nóng gần nhau đều là những sao Mộc nóng khổng lồ hoặc hành tinh đá đã mất hầu hết bầu khí quyển từ lâu.”
Một bài báo đồng hành với nghiên cứu này do Diana Dragomir, phó giáo sư vật lý và thiên văn học của Đại học New Mexico, dẫn đầu, điều tra thành phần khí quyển của hành tinh ngoài thông qua quan sát nhật thực thứ cấp với Máy ảnh Mảng Hồng ngoại Spitzer (IRAC) của Sao Hải Vương nóng.
Mặc dù LTT 9779b không thích hợp để con người hoặc bất kỳ dạng sống nào khác thuộc địa hóa, Crossfield cho biết việc đánh giá bầu khí quyển của nó sẽ trau dồi các kỹ thuật mà một ngày nào đó có thể được sử dụng để tìm ra nhiều hành tinh chào đón sự sống hơn.
Ông nói: “Nếu ai đó sẽ tin những gì các nhà thiên văn học nói về việc tìm thấy dấu hiệu của sự sống hoặc oxy trên các thế giới khác, chúng tôi sẽ phải chứng minh rằng chúng tôi thực sự có thể làm điều đó ngay trên những điều dễ dàng. “Theo nghĩa đó, những hành tinh lớn hơn, nóng hơn này như LTT 9779b hoạt động giống như bánh xe huấn luyện và cho thấy rằng chúng ta thực sự biết mình đang làm gì và có thể làm mọi thứ ổn thỏa.”
Crossfield cho biết việc anh nhìn thấy bầu khí quyển của một hành tinh xa lạ và xa xôi như vậy cũng rất có giá trị.
“Là một người nghiên cứu những điều này, chúng ta có thể làm rất nhiều khoa học hành tinh thú vị để đo tính chất của những hành tinh này – giống như người ta nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Mộc, Sao Thổ và Sao Kim. “Chúng vẫn còn thú vị và chúng ta có thể tìm hiểu về cách các hành tinh này hình thành và bối cảnh rộng hơn của các hệ hành tinh.”
Crossfield cho biết còn nhiều việc phải làm để hiểu rõ hơn về LTT 9779b và các Neptunes nóng tương tự chưa được phát hiện. (Một bài báo đồng hành liên quan đến thành phần khí quyển của LTT 9779b thông qua phân tích “quang phổ” nhật thực thứ cấp của nó đang được xuất bản đồng thời, mà Crossfield đồng viết.)
Ông nói: “Chúng tôi muốn tiếp tục quan sát nó bằng các kính thiên văn khác để có thể trả lời nhiều câu hỏi hơn. “Làm thế nào hành tinh này có thể giữ lại bầu khí quyển của nó? Nó hình thành như thế nào ngay từ đầu? Ban đầu nó lớn hơn nhưng đã mất đi một phần khí quyển ban đầu? Nếu vậy thì tại sao bầu khí quyển của nó không chỉ là một phiên bản thu nhỏ của bầu khí quyển của những hành tinh ngoại lớn hơn cực nóng? Và những gì khác có thể ẩn nấp trong bầu khí quyển của nó? “
Một số đồng tác giả của nhà nghiên cứu KU trên bài báo này cũng có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu về hành tinh không thể thử nghiệm.
Björn Benneke của iREx và Université de Montréal cho biết: “Chúng tôi phát hiện carbon monoxide trong bầu khí quyển của nó và rằng ban ngày vĩnh viễn rất nóng, trong khi rất ít nhiệt được truyền vào ban đêm”. “Cả hai phát hiện đều khiến LTT 9779b nói rằng có một tín hiệu rất mạnh cần được quan sát khiến hành tinh trở thành mục tiêu rất hấp dẫn cho việc mô tả đặc điểm chi tiết trong tương lai với JWST. Chúng tôi hiện cũng đang lên kế hoạch quan sát đường cong pha chi tiết hơn nhiều với NIRISS trên JWST.”
Video: https://www.youtube.com/watch?v=x50ShWgCurQ&feature=emb_logo
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Kansas cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :