Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong số các hành tinh cực đoan nhất được phát hiện ngoài rìa hệ mặt trời của chúng ta là các hành tinh dung nham: những thế giới nóng rực hình vòng tròn gần với ngôi sao chủ của chúng đến nỗi một số vùng có thể là đại dương dung nham nóng chảy. Theo các nhà khoa học, bầu khí quyển và chu kỳ thời tiết của ít nhất một ngoại hành tinh như vậy thậm chí còn kỳ lạ, bao gồm sự bốc hơi và kết tủa của đá, gió siêu âm có cường độ trên 5000 km / giờ và đại dương magma sâu 100 km.
Trong số các hành tinh cực đoan nhất được phát hiện ngoài rìa hệ mặt trời của chúng ta là các hành tinh dung nham: những thế giới nóng rực hình vòng tròn gần với ngôi sao chủ của chúng đến nỗi một số vùng có thể là đại dương dung nham nóng chảy. Theo các nhà khoa học từ Đại học McGill, Đại học York và Viện Giáo dục Khoa học Ấn Độ, bầu khí quyển và chu kỳ thời tiết của ít nhất một hành tinh ngoài hành tinh như vậy thậm chí còn kỳ lạ, bao gồm sự bốc hơi và kết tủa của đá, gió siêu âm có tốc độ trên 5.000 km / giờ , và một đại dương magma sâu 100 km.
Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), các nhà khoa học sử dụng mô phỏng máy tính để dự đoán các điều kiện trên K2-141b, một hành tinh ngoại cỡ Trái đất với bề mặt, đại dương và khí quyển đều được tạo thành từ các thành phần giống nhau: đá. Thời tiết khắc nghiệt được dự báo bởi phân tích của họ có thể thay đổi vĩnh viễn bề mặt và bầu khí quyển của K2-141b theo thời gian.
“Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên đưa ra dự đoán về điều kiện thời tiết trên K2-141b có thể được phát hiện từ hàng trăm năm ánh sáng bằng các kính thiên văn thế hệ tiếp theo như Kính viễn vọng Không gian James Webb”, tác giả chính Giang Nguyễn, một nghiên cứu sinh tại Đại học York, người đã làm việc dưới sự giám sát của Giáo sư Nicolas Cowan của Đại học McGill trong nghiên cứu.
Hai phần ba ngoại hành tinh phải đối mặt với ánh sáng ban ngày vô tận
Khi phân tích kiểu chiếu sáng của ngoại hành tinh, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khoảng 2/3 số K2-141b phải đối mặt với ánh sáng ban ngày vĩnh viễn – thay vì bán cầu được chiếu sáng mà chúng ta quen thuộc trên Trái đất. K2-141b thuộc một tập hợp con các hành tinh đá quay quanh rất gần ngôi sao của chúng. Sự gần gũi này giữ cho ngoại hành tinh bị khóa tại chỗ, có nghĩa là cùng một phía luôn đối diện với ngôi sao.
Phía ban đêm chịu nhiệt độ lạnh giá dưới -200 C. Phía ban ngày của ngoại hành tinh, ước tính khoảng 3000 độ C, đủ nóng để không chỉ làm tan chảy đá mà còn làm chúng bốc hơi, cuối cùng tạo ra một bầu khí quyển mỏng ở một số khu vực. Nicolas Cowan, giáo sư tại Khoa Khoa học Trái đất & Hành tinh tại Đại học McGill cho biết: “Phát hiện của chúng tôi có thể có nghĩa là bầu khí quyển mở rộng ra ngoài bờ đại dương magma một chút, khiến việc phát hiện bằng kính viễn vọng không gian trở nên dễ dàng hơn.
Giống như chu trình nước của Trái đất, nhưng chỉ với đá
Đáng chú ý, bầu khí quyển hơi đá được tạo ra bởi nhiệt độ cực cao sẽ tạo ra kết tủa. Cũng giống như chu trình nước trên Trái đất, nơi nước bốc hơi, bốc lên khí quyển, ngưng tụ và rơi trở lại dưới dạng mưa, natri, silic monoxit và silic đioxit trên K2-141b cũng vậy. Trên Trái đất, mưa chảy ngược vào các đại dương, nơi nó sẽ một lần nữa bốc hơi và vòng tuần hoàn của nước được lặp lại. Trên K2-141b, hơi khoáng được hình thành bởi đá bốc hơi bị gió siêu âm cuốn vào ban đêm lạnh giá và “mưa” đá trở lại thành đại dương magma. Các dòng kết quả chảy trở lại phía ngày nóng của hành tinh ngoài, nơi đá bốc hơi một lần nữa.
Các nhà khoa học cho biết, chu kỳ trên K2-141b không ổn định bằng chu kỳ trên Trái đất. Dòng chảy trở lại của đại dương macma về phía ban ngày rất chậm, và kết quả là họ dự đoán rằng thành phần khoáng chất sẽ thay đổi theo thời gian – cuối cùng thay đổi bề mặt và khí quyển của K2-141b.
“Tất cả các hành tinh đá, bao gồm cả Trái đất, bắt đầu là thế giới nóng chảy nhưng sau đó nhanh chóng nguội đi và đông đặc lại. Các hành tinh dung nham cho chúng ta cái nhìn hiếm hoi về giai đoạn tiến hóa hành tinh này”, Giáo sư Cowan thuộc Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh cho biết.
Theo các nhà khoa học, bước tiếp theo sẽ là kiểm tra xem những dự đoán này có đúng hay không. Nhóm nghiên cứu hiện có dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian Spitzer sẽ cho họ cái nhìn đầu tiên về nhiệt độ ngày và đêm của ngoại hành tinh. Với việc phóng Kính viễn vọng Không gian James Webb vào năm 2021, họ cũng sẽ có thể xác minh xem bầu khí quyển có hoạt động như dự đoán hay không.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học McGill cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :