Kính James Webb thu được bằng chứng CO2 trong khí quyển ngoại hành tinh

Bằng chứng trực tiếp đầu tiên về sự tồn tại của CO₂ trong khí quyển của ngoại hành tinh WASP-39b được kính viễn vọng không gian James Webb ghi nhận.

Ngoại hành tinh WASP-39b là một hành tinh khí nóng khổng lồ quay quanh ngôi sao cách Trái đất 700 năm ánh sáng. Cùng với hai ngoại hành tinh khác, WASP-39b là mục tiêu nghiên cứu của kính viễn vọng James Webb. Việc hiểu rõ cấu tạo khí quyển của những hành tinh như WASP-39b rất quan trọng nhằm biết rõ nguồn gốc và cách chúng tiến hóa, theo thông báo hôm 25/8 của NASA.

“Phân tử CO₂ là hợp chất đánh dấu lịch sử hình thành hành tinh”, Mike Line, phó giáo sư ở Trường Trái đất và Khám phá vũ trụ thuộc Đại học Arizona, cho biết. Line là thành viên trong đội JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science tiến hành nghiên cứu.

Nhóm nghiên cứu sử dụng Máy quang phổ cận hồng ngoại, một trong 4 thiết bị khoa học của của kính James Webb, để quan sát khí quyển của WASP-39b. Nghiên cứu của họ nằm trong chương trình Early Release Science, sáng kiến được thiết kế để cung cấp dữ liệu từ kính viễn vọng cho cộng đồng nghiên cứu ngoại hành tinh sớm hết mức có thể. Phát hiện mới nhất đã được chấp nhận xuất bản trên tạp chí Nature.

“Bằng cách đo CO₂, chúng tôi có thể xác định tỷ lệ vật liệu rắn và khí hình thành hành tinh khí khổng lồ này”, Line cho biết. “Trong thập kỷ tới, JWST sẽ tiến hành phép đo này với nhiều hành tinh, cung cấp dữ liệu chi tiết về quá trình hành tinh ra đời và tính độc đáo của hệ Mặt Trời”.

Kính viễn vọng James Webb có độ nhạy cao phóng vào ngày 25/12/2021 tới quỹ đạo hiện nay cách Trái đất 1,5 triệu km. Thông qua quan sát vũ trụ với bước sóng ánh sáng dài hơn bất kỳ kính viễn vọng nào khác, Webb có thể nghiên cứu những thiên hà xuất hiện đầu tiên, nhìn sâu bên trong đám mây bụi, nơi các ngôi sao và hệ thống hành tinh đang hình thành. Trong quang phổ của khí quyển WASP-39b, các nhà nghiên cứu tìm thấy một chỗ nhô lên cỡ 4,1 – 4,6 micron, dấu hiệu rõ ràng của CO₂, theo trưởng nhóm Natalie Batalha, giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn ở Đại học California tại Santa Cruz. (Một micron bằng một phần triệu mét).

Tùy theo thành phần, độ dày và độ che phủ của mây, khí quyển hấp thụ một số màu sắc ánh sáng nhiều hơn các màu sắc khác, khiến hành tinh trông có vẻ lớn hơn, theo Munazza Alam, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ ở Phòng thí nghiệm Trái đất và Hành tinh tại Viện Carnegie. Do từng khí gas hấp thụ tổ hợp màu sắc khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra khác biệt nhỏ trong độ sáng của ánh sáng trên một quang phổ bước sóng để xác định chính xác khí quyển cấu tạo từ những hợp chất nào. Trước đây, kính viễn vọng Hubble và Spitzer của NASA từng phát hiện hơi nước, natri và kali trong khí quyển ngoại hành tinh.

Được phát hiện vào năm 2011, WASP-39b có khối lượng tương đương sao Thổ và bằng 1/4 sao Mộc trong khi đường kính lớn gấp 1,3 lần sao Mộc. Do ngoại hành tinh này quay rất gần sao chủ, nó hoàn thành một vòng quỹ đạo trong hơn 4 ngày Trái đất.