Kính viễn vọng James Webb phát hiện dấu vết CO2 trong khí quyển ngoại hành tinh

Siêu kính viễn vọng không gian James Webb đã ghi được bằng chứng rõ ràng đầu tiên cho thấy khí CO2 xuất hiện trong bầu khí quyển một hành tinh nằm ngoài hệ Mặt trời của chúng ta.

Theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), hành tinh được nói đến là WASP-39b – một hành tinh khổng lồ xoay quanh một ngôi sao giống Mặt trời, cách Trái Đất 700 năm ánh sáng và là một phần trong dự án tìm hiểu của kính thiên văn Webb. Biết thành phần cấu tạo trong bầu khí quyển các hành tinh như WASP-39b là rất quan trọng để hiểu được nguồn gốc và cách chúng biến đổi.

"Các phân tử CO2 là dấu vết thể hiện câu chuyện hình thành hành tinh", Mike Line, Phó Giáo sư Viện Khám phá Trái đất và Không gian thuộc Đại học Arizona, lý giải. Học giả Line là một thành viên của nhóm khoa học JWST đang tham gia dự án của NASA.

Nhóm này đã sử dụng một trong bốn công cụ khoa học của kính thiên văn, là máy quang phổ hồng ngoại, để quan sát bầu khí quyển của WASP-39b. Nghiên cứu của họ là một phần của Chương trình Khoa học Khám phá Sớm. Đây là dự án nhằm cung cấp dữ liệu từ kính viễn vọng cho cộng đồng nghiên cứu hành tinh ngoài càng sớm càng tốt, hướng tới các nghiên cứu và khám phá khoa học chuyên sâu hơn.

Trưởng nhóm nghiên cứu Natalie Batalha, Giáo sư thiên văn và vật lý thiên văn tại Đại học California ở Santa, cho biết trong quang phổ chụp được của bầu khí quyển WASP-39b, các nhà nghiên cứu đã nhận ra chỉ số tăng lên trong khoảng 4,1 đến 4,6 micron - một tín hiệu rõ ràng cho thấy CO2 tồn tại.

"Bằng cách đo đặc tính CO2, chúng tôi có thể xác định tỷ lệ chất rắn so với chất khí đã được sử dụng để cấu thành hành tinh khí khổng lồ này. Trong thập kỷ tới, JWST sẽ thực hiện phép đo này đối với nhiều hành tinh khác nhau, cung cấp thông tin chi tiết về cách các hành tinh hình thành và sự độc đáo của Hệ Mặt trời của chúng ta”, Phó Giáo sư Line chia sẻ.

Kính viễn vọng Webb chính thức được đưa vào quỹ đạo cách Trái đất 1,5 triệu km đúng dịp Giáng sinh năm 2021. Bằng bước sóng ánh sáng dài hơn so với các kính viễn vọng không gian khác, Webb có thể nghiên cứu kỹ hơn và tìm kiếm các thành phần chưa được biết đến trong số các thiên hà đầu tiên, bên trong các đám mây bụi.

Thành viên nhóm nghiên cứu Munazza Alam, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Carnegie, giải thích: “Tùy thuộc vào thành phần, độ dày và độ che phủ của khí quyển, khí quyển hành tinh hấp thụ một số màu ánh sáng nhiều hơn những màu khác, làm cho kích thước hành tinh có vẻ lớn hơn. Chúng tôi có thể phân tích những khác biệt nhỏ này về kích thước của hành tinh để tiết lộ cấu tạo hóa học của bầu khí quyển”. Được phát hiện vào năm 2011, khối lượng của WASP-39b tương đương với sao Thổ và xấp xỉ 1/4 khối lượng của sao Mộc, trong khi đường kính của nó lớn hơn 1,3 lần so với sao Mộc.

Trước đây, kính viễn vọng Hubble và Spitzer của NASA đã phát hiện ra hơi nước, natri và kali trong bầu khí quyển của hành tinh WASP-39b. Những phát hiện đó đã cho các nhà khoa học gợi ý có thể CO2 tồn tại trong bầu khí quyền WASP-39b.