Phát hiện mới được ghi lại ở một ngoại hành tinh được kỳ vọng giúp giới khoa học hiểu rơ hơn cách các hành tinh mất dần khí quyển, tương tự cách Sao Kim từng mất nước.
Cột khí heli khổng lồ thoát khỏi hành tinh WASP-107b. Ảnh: University of Geneva.
Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) vừa ghi lại được một ngoại hành tinh thuộc nhóm “siêu phồng” đang phát tán một lượng lớn khí heli vào không gian và có thể đánh mất phần lớn bầu khí quyển.
Cụ thể, nghiên cứu được công bố ngày 1/12 trên tạp chí Nature Astronomy cho biết một cột khí heli khổng lồ đang bay hơi khỏi hành tinh WASP-107b. Đáng chú ư hơn, cột khí này trải rộng trên khu vực lớn gần gấp năm lần đường kính hành tinh và di chuyển nhanh phía trước, dọc theo quỹ đạo.
Theo nhóm tác giả do nhà nghiên cứu Vigneshwaran Krishnamurthy tại Đại học McGill, đây là lần đầu tiên JWST ghi nhận hiện tượng thoát khí heli từ ngoại hành tinh này.
Các nhà khoa học đồng thời cho rằng phát hiện này mở ra hướng nghiên cứu mới về sự lưu thông khí quyển của các ngoại hành tinh, đặc biệt trong các hệ sao có điều kiện khắc nghiệt như WASP-107.
Được phát hiện năm 2017, WASP-107b quay quanh một ngôi sao cách Trái Đất khoảng 210 năm ánh sáng. Hành tinh này gần bằng kích thước Sao Mộc (khoảng 94% đường kính) nhưng chỉ có 12% khối lượng, dẫn đến mật độ cực thấp và được xếp vào nhóm ngoại hành tinh “siêu phồng”.
WASP-107b cũng nằm ở vị trí hiếm gặp. Nó nằm gần ngôi sao mẹ gấp 7 lần khoảng cách từ Sao Thủy đến Mặt Trời, trái ngược với mô h́nh phân bố hành tinh quen thuộc trong hệ Mặt Trời. Điều này buộc các nhà khoa học t́m lời giải thích về nguồn gốc và quá tŕnh dịch chuyển của nó.
Theo đồng tác giả Caroline Piaulet-Ghorayeb tại Đại học Chicago, WASP-107b có thể được h́nh thành ở vị trí xa hơn nhiều và sau đó bị lực tương tác, có thể từ hành tinh WASP-107c ở xa hơn, đẩy vào quỹ đạo hiện tại.
Khi tiến gần ngôi sao chủ, sức nóng cực lớn bắt đầu phá hủy bầu khí quyển của WASP-107b. Quan sát của JWST cho thấy đám mây heli trong bầu khí quyển của hành tinh đă đi qua trước ngôi sao mẹ khoảng 1,5 giờ trước khi chính hành tinh này xuất hiện. Điều này đă cho thấy mức độ mất khí quyển đáng kể trên hành tinh.
Phân tích từ JWST cũng phát hiện nhiều yếu tố bất thường như lượng oxy cao hơn dự đoán nếu hành tinh được h́nh thành gần sao mẹ, nước trong khí quyển (trùng khớp dữ liệu từ Hubble), dấu vết của carbon monoxide, carbon dioxide và amoniac. Tuy nhiên methane - yếu tố vốn được dự đoán phải hiện diện - lại không xuất hiện.
Theo nhóm nghiên cứu tại Đại học Geneva, hiện tượng thoát khí quyển là quá tŕnh quen thuộc với các hành tinh như Trái Đất, nhưng hiếm khi đạt đến mức độ cực đoan như ở WASP-107b.
Việc quan sát những hiện tượng tại các khu vực như vậy có thể giúp giới khoa học hiểu rơ hơn cách các hành tinh mất dần khí quyển, tương tự quá tŕnh Sao Kim mất nước qua hàng tỷ năm.