Trong một phát hiện đột phá, Kính viễn vọng Không gian James Webb đã trực tiếp phát hiện carbon dioxide (CO2) trên một hành tinh nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Điều này đánh dấu bước tiến quan trọng trong nghiên cứu ngoại hành tinh và hiểu biết của chúng ta về quá trình hình thành hành tinh.
Hình ảnh: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)
Ngoại hành tinh này, nằm trong hệ thống HR 8799 cách xa khoảng 130 năm ánh sáng, là một hành tinh khí khổng lồ. Sự hiện diện của CO2 cho thấy nó được hình thành thông qua quá trình tương tự như Sao Mộc và Sao Thổ trong hệ mặt trời của chúng ta. Những phát hiện này, được công bố trên The Astrophysical Journal, cung cấp cái nhìn sâu sắc về các khối xây dựng hành tinh trên khắp thiên hà.
Theo William Balmer, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Johns Hopkins và là tác giả chính của nghiên cứu, việc phát hiện các dấu hiệu carbon dioxide mạnh mẽ cho thấy sự dồi dào đáng kể của các nguyên tố nặng như carbon, oxy và sắt trong bầu khí quyển của hành tinh. Điều này ủng hộ lý thuyết về sự bồi tụ lõi, một mô hình hình thành hành tinh.
Hệ thống HR 8799 còn khá trẻ, chỉ khoảng 30 triệu năm tuổi. Các hành tinh của nó phát ra lượng ánh sáng hồng ngoại đáng kể, khiến chúng trở thành mục tiêu lý tưởng cho Kính Webb, vốn chuyên về quan sát hồng ngoại và cận hồng ngoại. Bằng cách phân tích ánh sáng này, các nhà khoa học có thể xác định thành phần và cơ chế hình thành của những thế giới xa xôi này.
“Hy vọng của chúng tôi là so sánh các hệ mặt trời khác với hệ mặt trời của chúng ta,” Balmer giải thích, “để hiểu xem hệ mặt trời của chúng ta thực sự phổ biến hay độc đáo đến mức nào.”
Các nhà khoa học tin rằng các hành tinh khí khổng lồ như những hành tinh trong HR 8799 được hình thành hoặc bằng cách tích tụ khí dần dần lên một lõi rắn hoặc bằng cách co sụp nhanh chóng từ một đĩa vật chất đang nguội quanh một ngôi sao trẻ.
Mặc dù kính Webb đã gián tiếp phát hiện CO2 trên ngoại hành tinh WASP-39b vào năm 2022, nhưng quan sát mới này đại diện cho lần chụp ảnh trực tiếp đầu tiên của phân tử này. Điều này xác nhận khả năng mạnh mẽ của kính viễn vọng trong việc phân tích các hệ thống hành tinh xa xôi. Nghiên cứu những hành tinh khí khổng lồ này cũng có thể làm sáng tỏ tác động của chúng đối với các hành tinh nhỏ hơn, có khả năng sinh sống được trong hệ thống của chúng.
Hơn nữa, những quan sát này đã lần đầu tiên phát hiện hành tinh trong cùng nhất của hệ thống HR 8799, chứng minh khả năng của Kính Webb trong việc xác định các vật thể trước đây không thể phát hiện được. Kính viễn vọng này đang cách mạng hóa vật lý thiên văn, hứa hẹn nhiều năm khám phá liên quan đến sự hình thành hành tinh và ánh sáng cổ nhất của vũ trụ.
Từ khóa: Kính viễn vọng Không gian Webb, ngoại hành tinh, carbon dioxide, HR 8799, hình thành hành tinh, vật lý thiên văn, NASA