Ngoại hành tinh LTT9779 b quay quanh ngôi sao chủ của nó
Ngoài Mặt trăng, vật thể sáng nhất trên bầu trời đêm của chúng ta là hành tinh Sao Kim, có lớp mây dày phản chiếu khoảng 75% ánh sáng của Mặt trời. Để so sánh, Trái đất chỉ phản xạ khoảng 30% ánh sáng mặt trời tới.
Giờ đây, lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã tìm thấy một ngoại hành tinh có thể sánh ngang với độ sáng của sao Kim: hành tinh LTT9779 b. Các phép đo chi tiết mới của sứ mệnh Cheops của ESA tiết lộ rằng hành tinh này phản chiếu 80% ánh sáng do ngôi sao chủ của nó chiếu vào.
Các phép đo có độ chính xác cao của Cheops là mục tiêu tiếp theo từ nghiên cứu của hành tinhkhám phá ban đầu và mô tả đặc tính vào năm 2020 của NASA TESS nhiệm vụ và các công cụ trên mặt đất như ESO đàn hạc nhạc cụ ở Chile.
Ngoại hành tinh này có kích thước tương đương sao Hải Vương, khiến nó trở thành “tấm gương” lớn nhất trong Vũ trụ mà chúng ta biết ngày nay. Lý do cho khả năng phản xạ cao của nó là nó được bao phủ bởi các đám mây kim loại. Chúng chủ yếu được làm từ silicat – cùng chất liệu làm nên cát và thủy tinh – trộn với các kim loại như titan.
James Jenkins, nhà thiên văn học tại Đại học California, cho biết: “Hãy tưởng tượng một thế giới đang bốc cháy, ở gần ngôi sao của nó, với những đám mây kim loại nặng nề lơ lửng trên cao, trút xuống những giọt titan nhỏ như mưa”. Đại học Diego Portales và CATA (Santiago, Chile). James là đồng tác giả của một bài báo khoa học mô tả nghiên cứu mới, được đăng trên tạp chí Astronomy & Astrophysics hôm nay.
Cheops cho thấy ngoại hành tinh đang thiêu đốt hoạt động như một tấm gương
Một bầu trời đầy những đám mây kim loại
Phần ánh sáng mà một vật thể phản xạ được gọi là ‘albedo’ của nó. Hầu hết các hành tinh có suất phản chiếu thấp, do chúng có bầu khí quyển hấp thụ nhiều ánh sáng hoặc do bề mặt của chúng tối hoặc gồ ghề. Các trường hợp ngoại lệ có xu hướng là các thế giới băng đóng băng hoặc các hành tinh như Sao Kim có lớp mây phản chiếu.
Suất phản chiếu cao của LTT9779 b gây bất ngờ vì phía hành tinh đối diện với ngôi sao của nó được ước tính vào khoảng 2000 °C. Bất kỳ nhiệt độ nào trên 100 °C đều quá nóng để mây nước hình thành, nhưng nhiệt độ bầu khí quyển của hành tinh này thậm chí còn quá nóng đối với mây làm bằng kim loại hoặc thủy tinh.
“Đó thực sự là một câu đố, cho đến khi chúng tôi nhận ra rằng chúng ta nên nghĩ về sự hình thành đám mây này giống như cách ngưng tụ hơi nước hình thành trong phòng tắm sau khi tắm nước nóng,” Vivien Parmentier, nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu, lưu ý. Đài thiên văn Côte d’Azur (Pháp) và đồng tác giả của nghiên cứu này. Vivien giải thích: “Để xông hơi trong phòng tắm, bạn có thể làm mát không khí cho đến khi hơi nước ngưng tụ, hoặc bạn có thể giữ nước nóng chảy cho đến khi hình thành mây vì không khí đã bão hòa hơi nước đến mức không thể giữ được nữa. Tương tự, LTT9779 b có thể hình thành các đám mây kim loại mặc dù rất nóng vì khí quyển quá bão hòa với silicat và hơi kim loại.”
Hành tinh không nên tồn tại
Sáng bóng không phải là điều đáng ngạc nhiên duy nhất về LTT9779 b. Kích thước và nhiệt độ của nó khiến nó được gọi là ‘Sao Hải Vương cực nóng’, nhưng không có hành tinh nào khác có kích thước và khối lượng này được tìm thấy có quỹ đạo gần với ngôi sao của chúng như vậy. Điều này có nghĩa là nó sống ở nơi được gọi là ‘sa mạc nóng bỏng của sao Hải Vương’.
Hành tinh này có bán kính lớn gấp 4,7 lần Trái đất và một năm trên LTT9779 b chỉ mất 19 giờ. Tất cả các hành tinh được phát hiện trước đây quay quanh ngôi sao của chúng trong vòng chưa đầy một ngày đều là ‘Sao Mộc nóng’ – những hành tinh khí khổng lồ có bán kính lớn hơn Trái đất ít nhất mười lần – hoặc các hành tinh đá nhỏ hơn hai bán kính Trái đất.
Vivien nói: “Đó là một hành tinh không nên tồn tại. “Chúng tôi cho rằng các hành tinh như thế này sẽ bị thổi bay bầu khí quyển bởi ngôi sao của chúng, để lại lớp đá trơ trụi.”
Tác giả thứ nhất Sergio Hoyer của Phòng thí nghiệm vật lý thiên văn Marseille nhận xét: “’Chúng tôi tin rằng những đám mây kim loại này giúp hành tinh tồn tại trong sa mạc nóng bỏng của sao Hải Vương. Những đám mây phản chiếu ánh sáng và ngăn hành tinh trở nên quá nóng và bốc hơi. Trong khi đó, tính kim loại cao khiến hành tinh và bầu khí quyển của nó trở nên nặng nề và khó bị thổi bay hơn.”
Ngoại hành tinh sáng nhất được biết đến: LTT9779 b
Nghiên cứu ngoại hành tinh bằng cách quan sát khi nó bị ẩn
Để xác định các thuộc tính của LTT9779 b, sứ mệnh Cheops đặc trưng cho ngoại hành tinh của ESA đã xem xét khi hành tinh này di chuyển phía sau ngôi sao chủ của nó. Bởi vì hành tinh phản chiếu ánh sáng, ngôi sao và hành tinh kết hợp gửi nhiều ánh sáng hơn về phía kính viễn vọng không gian ngay trước khi hành tinh khuất tầm nhìn so với ngay sau đó. Sự khác biệt về ánh sáng khả kiến nhận được ngay trước và sau khi hành tinh bị che khuất cho bạn biết lượng ánh sáng mà hành tinh phản xạ.
Dự án này dựa trên độ chính xác và phạm vi bảo hiểm 24/7 của Cheops. Sergio cho biết: “Việc đo chính xác sự thay đổi nhỏ trong tín hiệu từ ngôi sao che khuất hành tinh chỉ có thể thực hiện được với Cheops.
Nhà khoa học dự án Cheops của ESA Maximilian Günther cho biết thêm: “Cheops là sứ mệnh không gian đầu tiên dành riêng cho việc theo dõi và mô tả đặc điểm của các ngoại hành tinh đã biết. Không giống như các nhiệm vụ khảo sát lớn tập trung vào việc khám phá các hệ thống ngoại hành tinh mới, Cheops có đủ tính linh hoạt để nhanh chóng tập trung vào các mục tiêu thú vị và có thể đạt được phạm vi bao phủ và độ chính xác mà chúng ta thường không thể có được bằng bất kỳ cách nào khác.”
Bằng cách quan sát cùng một ngoại hành tinh với các công cụ khác nhau, chúng ta sẽ có được bức tranh đầy đủ. “LTT9779 b là một mục tiêu lý tưởng để theo dõi với các khả năng đặc biệt của cả kính viễn vọng không gian Hubble và James Webb,” nhà khoa học vận hành khoa học ESA Emily Rickman lưu ý. “Chúng sẽ cho phép chúng tôi khám phá ngoại hành tinh này với dải bước sóng rộng hơn bao gồm tia hồng ngoại và tia cực tím để hiểu rõ hơn về thành phần bầu khí quyển của nó.”
Tương lai của nghiên cứu ngoại hành tinh rất tươi sáng, vì Cheops là nhiệm vụ đầu tiên trong bộ ba sứ mệnh ngoại hành tinh chuyên dụng. Nó sẽ có sự tham gia của Plato vào năm 2026, sẽ tập trung vào các hành tinh giống Trái đất quay quanh một khoảng cách có thể hỗ trợ sự sống so với ngôi sao của chúng. Ariel chuẩn bị gia nhập hạm đội vào năm 2029 và sẽ chuyên nghiên cứu bầu khí quyển của các ngoại hành tinh.