Vì sao hành tinh bí ẩn phồng to kì lạ?

Các nhà thiên văn học cho biết, phát hiện này cho thấy bầu khí quyển của các hành tinh có thể phồng lên đến mức đáng kể mà không cần sử dụng các lý thuyết bí truyền về sự hình thành hành tinh.

Michael Line, một nhà hành tinh học ngoài hệ mặt trời tại Đại học bang Arizona, Mỹ, cho biết: “Dữ liệu JWST cho chúng ta biết rằng các hành tinh như WASP-107 b không cần phải hình thành theo cách kỳ lạ nào đó với lõi siêu nhỏ và lớp vỏ khí khổng lồ. Thay vào đó, chúng ta có thể lấy thứ gì đó giống như Sao Hải Vương, với nhiều đá và không nhiều khí, chỉ cần tăng nhiệt độ và tăng nó lên để xem nó hoạt động như thế nào".

Được phát hiện vào năm 2017 bởi tập đoàn Tìm kiếm Hành tinh Góc rộng (WASP), WASP-107 b, nằm cách Trái đất khoảng 200 năm ánh sáng trong chòm sao Xử Nữ, là một trong những hành tinh nhẹ nhất trong số hơn 5.000 ngoại hành tinh được tìm thấy cho đến nay.

Mặc dù có kích thước gần bằng Sao Mộc nhưng WASP-107 b chỉ nặng bằng 12% khối lượng của hành tinh khí khổng lồ. Nhóm nghiên cứu cho biết, hành tinh này sưng húp đến mức nó có thể được so sánh với một viên kẹo dẻo được nướng trong lò vi sóng.

Từ những quan sát trước đây về kích thước, khối lượng và tuổi của WASP-107 b, các nhà thiên văn học nghi ngờ hành tinh này có lõi đá nhỏ được bao bọc bởi một bể chứa khí hydro và heli dồi dào. Tuy nhiên, điều này không thể giải thích đầy đủ về việc nó phồng lên đáng kể, mặc dù thực tế là nó quay quanh ngôi sao của nó ở khoảng cách bằng 1/7 giữa Sao Thủy và mặt trời, nhưng không nhận đủ năng lượng từ ngôi sao của nó để tạo ra bông.

Giờ đây, bằng cách sử dụng dữ liệu của JWST – kết hợp với các quan sát trước đây từ Kính thiên văn Hubble – hai nhóm nhà thiên văn học độc lập có thể đã giải thích được hiện tượng này. Họ phát hiện ra rằng, khí mê-tan trong bầu khí quyển của hành tinh này chỉ bằng một phần nghìn lượng khí mê-tan có thể xảy ra đối với thế giới này.

Vì khí mê-tan không ổn định ở nhiệt độ cao nên các nhà thiên văn học cho biết lượng khí mê-tan thấp đáng ngạc nhiên là bằng chứng cho thấy khí từ sâu bên trong hành tinh đang "pha trộn mạnh mẽ với các lớp lạnh hơn ở trên cao", David Sing thuộc Đại học Johns Hopkins (JHU) ở Maryland, Mỹ, người đứng đầu nghiên cứu cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết lượng nhiệt tăng thêm có thể đến từ thực tế là WASP-107 b quay quanh ngôi sao của nó cứ sau 5,7 ngày theo một quỹ đạo không phải là một vòng tròn hoàn hảo. Lực hấp dẫn liên tục của ngôi sao đối với WASP-107 b luôn thay đổi trong suốt, làm kéo dài và co lại hình dạng của hành tinh, do đó làm nó nóng lên.

Zafar Rustamkulov, nghiên cứu sinh tại JHU và là đồng tác giả của một trong hai nghiên cứu mới, cho biết lõi nóng của hành tinh kết hợp với sức nóng thủy triều từ ngôi sao của nó cũng đang làm thay đổi tính chất hóa học của các loại khí nằm sâu bên trong hành tinh. Ông cho biết: "Chúng tôi cho rằng lượng nhiệt này đang khiến tính chất hóa học của khí thay đổi, đặc biệt là phá hủy khí mê-tan và tạo ra lượng carbon dioxide và carbon monoxide tăng cao."