Universite de Montreal – Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế, bao gồm Viện Nghiên cứu Trottier về Các Hành Vi Ngoại Hành Tinh (IREX) và các thành viên Đại học Montréal Joost Wardenier và Romain Allart, vừa đạt bước tiến đột phá khi lập bản đồ ba chiều (3D) của bầu khí quyển một hành tinh ngoài hệ Mặt Trời. Sử dụng Kính viễn vọng Rất Lớn (VLT) của Đài thiên văn miền Nam châu Âu (ESO), họ phát hiện ra những cơn gió mạnh mang theo các nguyên tố hóa học như sắt và titan, tạo nên mô hình thời tiết cực kỳ phức tạp.
Hành Tinh Ngoại Hệ Mặt Trời Với Hiện Tượng Thời Tiết Độc Đáo
Hành tinh được nghiên cứu, WASP-121b (hay còn gọi là Tylos), nằm cách Trái Đất khoảng 900 năm ánh sáng trong chòm sao Con Chó Nhỏ. Đây là một hành tinh thuộc nhóm “Sao Mộc cực nóng” với quỹ đạo gần sao chủ đến mức một năm trên hành tinh này chỉ kéo dài 30 giờ Trái Đất. Vì bị khóa thủy triều, một nửa hành tinh luôn quay mặt về phía sao chủ và bị thiêu đốt, trong khi nửa còn lại chìm trong bóng tối với nhiệt độ thấp hơn nhiều.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát sâu bên trong bầu khí quyển của Tylos, tiết lộ các dòng khí chuyển động theo các lớp riêng biệt, tạo thành một bản đồ chi tiết về cấu trúc 3D. Đây là lần đầu tiên giới thiên văn có thể quan sát khí quyển của một ngoại hành tinh với độ chính xác và chiều sâu như vậy.
Phát Hiện Về Hệ Thống Gió Chưa Từng Có
“Những gì chúng tôi tìm thấy thật đáng kinh ngạc: một dòng phản lực cực mạnh di chuyển quanh xích đạo của hành tinh, trong khi một dòng chảy riêng biệt ở tầng khí quyển thấp hơn lại luân chuyển khí từ phía nóng sang phía lạnh hơn,” Seidel, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm LaGrange (thuộc Đài quan sát Côte d’Azur, Pháp) chia sẻ. “Hiện tượng thời tiết này chưa từng được quan sát trên bất kỳ hành tinh nào khác.”
Dòng phản lực kéo dài một nửa hành tinh, tăng tốc khi vượt qua vùng nóng của Tylos và khuấy động bầu khí quyển với cường độ dữ dội. “Ngay cả những cơn bão mạnh nhất trong hệ Mặt Trời cũng trở nên nhỏ bé khi so sánh với những hiện tượng thời tiết này,” Seidel cho biết.
Joost Wardenier, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại IREX, nhấn mạnh: “Đây là một quan sát đặc biệt, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khí hậu cực đoan của những hành tinh khí khổng lồ cực nóng.”
Công Nghệ Hiện Đại Giúp Phát Hiện Các Nguyên Tố Hóa Học
Nhóm nghiên cứu đã kết hợp ánh sáng từ bốn đơn vị kính viễn vọng của VLT thành một tín hiệu duy nhất, thu thập lượng ánh sáng gấp bốn lần so với một đơn vị riêng lẻ. Nhờ đó, họ có thể phát hiện chữ ký quang phổ của nhiều nguyên tố hóa học trong khí quyển Tylos.
Leonardo A. Dos Santos, trợ lý nhà thiên văn tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Vũ trụ ở Baltimore, nhận định: “VLT cho phép chúng tôi quan sát ba lớp khác nhau trong khí quyển ngoại hành tinh chỉ trong một lần đo. Việc theo dõi sự di chuyển của sắt, natri và hydro giúp chúng tôi xác định hướng và tốc độ gió ở từng tầng khí quyển.”
Phát Hiện Titanium Ẩn Trong Khí Quyển
Một phát hiện bất ngờ khác là sự hiện diện của titan ngay bên dưới dòng phản lực. Trước đây, titan không được phát hiện trên Tylos, có thể do nó bị che khuất trong các lớp khí quyển dày đặc. Bibiana Prinoth, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Lund (Thụy Điển), đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu này, khẳng định rằng những dữ liệu mới giúp mở rộng hiểu biết về thành phần hóa học của các ngoại hành tinh.
Tuy nhiên, để khám phá khí quyển của các hành tinh nhỏ hơn, giống Trái Đất, sẽ cần đến những kính viễn vọng lớn hơn như Kính viễn vọng Cực lớn (ELT) của ESO, hiện đang được xây dựng tại sa mạc Atacama, Chile.
Romain Allart, nhà nghiên cứu tại IREX, nhấn mạnh: “Độ chi tiết mà chúng tôi đạt được khi phân tích khí quyển Tylos là rất đáng kinh ngạc, nhưng đây mới chỉ là khởi đầu. Trong thập kỷ tới, ELT sẽ mở ra cơ hội quan sát chưa từng có, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các thế giới ngoài hành tinh. Đây thực sự là thời điểm đầy hứng khởi cho ngành thiên văn học!”
