Kính viễn vọng James Webb chụp được bức ảnh chi tiết đầu tiên về bầu khí quyển của một ngoại hành tinh

Kính viễn vọng không gian đắt nhất từng được chế tạo ra - James Webb - đã lần đầu tiên gửi về Trái Đất ảnh chụp chi tiết bầu khí quyển của một ngoại hành tinh. Đây là thành tựu lớn và hiếm có trong lịch sử nghiên cứu thiên văn, bởi rất khó để chụp được ảnh trực tiếp các ngoại hành tinh. Thông thường, sự tồn tại của chúng chỉ có thể được suy luận thông qua các dữ liệu khác mà con người thu thập được.

Ngoại hành tinh (exoplanet) là những hành tinh nằm ở ngoài Hệ Mặt Trời. Về cơ bản, các ngoại hành tinh thuộc về một hệ hành tinh nhưng đi theo quỹ đạo của một ngôi sao, hố đen, tàn tích hay một hành tinh khác thay vì đi theo quỹ đạo của Mặt Trời. Theo các nhà thiên văn học, hiện có hơn 5.000 ngoại hành tinh đã được biết đến và đặt tên. Nhưng phần lớn trong số này được phát hiện bằng các kỹ thuật suy luận gián tiếp.

Cách đây vài tháng, James Webb cũng đã gây chú ý khi chụp được bức ảnh đầu tiên về ngoại hành tinh WASP-39 b, đồng thời phát hiện ra sự tồn tại của carbon dioxide trong bầu khí quyển của nó. Sau vài tháng, kính viễn vọng này thậm chí còn làm được nhiều hơn thế khi có được cái nhìn sâu nhất về bầu khí quyển của WASP-39b.

Để có được bức ảnh ấn tượng này, Webb đã sử dụng một hệ thống gọi là máy quang phổ, hỗ trợ khả năng phân tách ánh sáng thành các bước sóng khác nhau. Mục đích ở đây là quan sát xem bước sóng nào đã được hấp thụ bởi các phân tử khác nhau trong bầu khí quyển. Điều này cho phép các nhà khoa học nhìn thấy quang phổ của bầu khí quyển hành tinh, từ đó có thể nắm được chính xác những nguyên tố nào có mặt để nghiên cứu các ngoại hành tinh một cách dễ dàng và chính xác hơn.

Các quan sát mới của James Webb về WASP-39b đã cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về ngoại hành tinh này. Phân tích quang phổ cho thấy sự hiện diện của natri, kali, nước, carbon dioxide, carbon monoxide và sulfur dioxide trong bầu khí quyển của WASP-39b. Ảnh chụp cũng hiện thị rõ nét các mảng mây mới được phát hiện nằm rải rác trên hành tinh.

WASP-39b rất nóng. Nó hoàn thành một vòng quay quanh ngôi sao chủ của mình cứ sau bốn ngày. Trong bầu khí quyển của WASP-39b, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy nước và xác nhận phát hiện trước đó về carbon dioxide, nhưng quan trọng nhất là lần đầu tiên họ tìm thấy sulfur dioxide. Nguyên tố này được tạo ra bởi ánh sáng từ ngôi sao tương tác với bầu khí quyển và tạo ra các phân tử mới. Đây cũng là lần đầu tiên quá trình quang hóa này được quan sát thấy trên một ngoại hành tinh.

Về cơ bản, việc hiểu về bầu khí quyển của một ngoại hành tinh có vai trò rất quan trọng, không chỉ để hiểu hành tinh này hiện tại ra sao, mà còn để biết nó hình thành như thế nào trong quá khứ. Phân tích sơ bộ cho thấy WASP-39b nhiều khả năng được tạo thành bởi một loạt các vụ hợp nhất với những thiên thể nhỏ hơn, và sự hình thành của nó ban đầu diễn ra cách ngôi sao trung tâm tương đối xa.