Gửi bình luận
Vào năm 2020, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra WD 1856+534 b, một hành tinh khí khổng lồ có quỹ đạo quanh một ngôi sao cách Trái Đất 81 năm ánh sáng. Ngoại hành tinh này, có khối lượng gấp khoảng sáu lần Sao Mộc (khiến nó trở thành một “siêu Sao Mộc”), là hành tinh đầu tiên được biết đến có quỹ đạo quanh một sao lùn trắng. Trong một bài báo gần đây, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã mô tả các quan sát của họ về ngoại hành tinh này bằng cách sử dụng Thiết bị Trung hồng ngoại (MIRI) trên Kính thiên văn không gian James Webb (JWST). Quan sát của họ xác nhận rằng WD 1856+534 b là ngoại hành tinh lạnh nhất từng được phát hiện.
Nghiên cứu đứng đầu bởi Mary Anne Limbach, nhà khoa học tại khoa Thiên văn học, Đại học Michigan, Ann Arbor, hợp tác cùng các nhà nghiên cứu đến từ Viện Kavli về Vật lý thiên văn và Nghiên cứu Không gian tại MIT, Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Đại học Johns Hopkins (JHUAPL), Đại học Victoria, Đại học Texas tại Austin, Trung tâm Nghiên cứu và Khám phá Liên ngành trong Vật lý thiên văn (CIERA), Trung tâm Vật lý thiên văn của Đại học Southern Queensland, NSF NOIRLab và Đài quan sát Gemini.
Các quan sát của họ là một phần thuộc chương trình Quan sát Tổng quát (GO) giai đoạn 3 của JWST, với mục tiêu sử dụng hệ thống quang phổ quang học và hồng ngoại hiện đại của Webb để tìm hiểu đặc điểm của các hành tinh một cách trực tiếp. Điều này phù hợp với một trong những mục tiêu quan trọng nhất của JWST, đó là đặc trưng hóa các ngoại hành tinh. Phương pháp này bao gồm việc quan sát ánh sáng phản xạ từ bề mặt hoặc khí quyển của một ngoại hành tinh và phân tích nó bằng thiết bị quang phổ để tìm ra dấu hiệu hóa học.
Điều này có thể cho phép các nhà thiên văn học xác định sự hiện diện của các dấu hiệu sinh học tiềm năng (oxy, nitơ, methane, nước, v.v.) và suy ra các chi tiết về sự hình thành cũng như thành phần cấu tạo của hành tinh. Với sự hỗ trợ của các kính thiên văn thế hệ mới như JWST, phương pháp này có thể dẫn đến bằng chứng đầu tiên mang tính kết luận về sự sống bên ngoài Hệ Mặt Trời.
Phổ bức xạ phát ra từ các hành tinh này cũng có thể tiết lộ các chi tiết về thành phần và lịch sử di trú của hành tinh. Tuy nhiên, như các tác giả đã lưu ý trong nghiên cứu được đăng tải trên máy chủ arXiv, việc phát hiện ánh sáng trực tiếp từ một ngoại hành tinh vẫn còn nhiều thách thức do ánh sáng lấn át từ các sao chủ của chúng.
Vì lý do đó, phương pháp ảnh trực tiếp phần lớn chỉ áp dụng được cho các hành tinh có khối lượng lớn (ví dụ như các hành tinh khí khổng lồ) với quỹ đạo rộng hoặc nhiệt độ khí quyển cực cao. Trong khi đó, chưa có ngoại hành tinh nào dạng đất đá được quan sát thấy có quỹ đạo gần với sao chủ của nó. Hơn nữa, cũng chưa có ngoại hành tinh nào có phổ phát xạ lạnh hơn 275 K (1,85°C) - tương đương với Trái Đất - từng được phát hiện. Các sao lùn trắng mang lại một cơ hội độc đáo để phát hiện và đặc trưng hóa các hành tinh lạnh hơn.
Nhóm nghiên cứu cho biết: “Độ sáng thấp của các sao lùn trắng làm giảm đáng kể thách thức về độ tương phản, vốn thường cản trở việc phát hiện trực tiếp quanh các sao thuộc dãy chính. Là tàn dư của các ngôi sao tương tự Mặt Trời, các sao lùn trắng mang lại cái nhìn sâu sắc về số phận của các hệ hành tinh sau khi sao chủ đã chết. Việc hiểu rõ cách mà hành tinh tương tác và tồn tại ở giai đoạn sau của dãy chính sẽ cung cấp thông tin thiết yếu về sự ổn định quỹ đạo, di trú động lực học và khả năng bị sao chủ nuốt chửng.”
Ngoài ra, việc nghiên cứu các hệ hành tinh quanh sao lùn trắng còn có thể giúp làm rõ liệu các hành tinh có thể tồn tại qua giai đoạn tiến hóa sao muộn hay không, và liệu các điều kiện có thể sống được vẫn còn tồn tại quanh phần tàn dư của các ngôi sao. Các nhà thiên văn học và sinh học thiên văn đang đặt kỳ vọng của những khám phá như vậy vào kính James Webb. Trong nghiên cứu của họ, Limbach và các cộng sự đã xác nhận sự hiện diện của WD 1856+534 b bằng phương pháp “dư thừa hồng ngoại (IR excess)” với dữ liệu từ Thiết bị Trung hồng ngoại (MIRI) của JWST.
Điều này giúp họ đặt giới hạn được khối lượng của WD 1856+534 b và đo được nhiệt độ khí quyển của nó. Phân tích của họ tiết lộ nhiệt độ trung bình là 186 K (-87°C), khiến WD 1856+534 b trở thành ngoại hành tinh lạnh nhất từng được phát hiện. Họ cũng xác nhận rằng ngoại hành tinh này có khối lượng không vượt quá sáu lần Sao Mộc, trong khi các quan sát trước đó ước tính khoảng 13,8 khối lượng Sao Mộc. Kết quả của họ cũng là xác nhận trực tiếp đầu tiên rằng các hành tinh có thể tồn tại và di trú vào quỹ đạo gần vùng sống được quanh các sao lùn trắng.
Nhóm nghiên cứu đang mong chờ các quan sát tiếp theo về WD 1856 b bởi JWST, dự kiến sẽ được thực hiện vào năm 2025. Hy vọng rằng các quan sát này sẽ xác định thêm những hành tinh khác, từ đó giúp làm rõ liệu WD 1856 b có bị tác động dẫn đến quỹ đạo hiện tại hay không. Ngoài ra, kết quả từ các quan sát trước đó do thiết bị quang phổ cận hồng ngoại của Webb (NIRSpec) thực hiện trong giai đoạn 1 cũng sẽ sớm được công bố. Những kết quả này sẽ cung cấp đặc trưng ban đầu về khí quyển của hành tinh.
Lyr
Theo Phys.org
