Vào năm 2015, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một hành tinh ngoài hệ mặt trời hấp dẫn nằm trong một hệ sao cách Trái đất 39 năm ánh sáng. Mặc dù quay xung quanh rất gần với ngôi sao mẹ của nó, hành tinh giống giống Sao Kim này - được gọi là GJ 1138b - dường như vẫn đủ mát mẻ để có bầu không khí. Nói một cách ngắn gọn, một cuộc tranh luận đã diễn ra về việc nó có thể có loại bầu khí quyển nào, cho dù đó là một sao Kim khô khô hay một Venus ướt.
Và bây giờ, nhờ vào nỗ lực của một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, sự tồn tại của một bầu không khí đã được xác nhận vào khoảng GJ 1138b. Ngoài việc giải quyết cuộc tranh luận về bản chất của hành tinh này, nó cũng đánh dấu lần đầu tiên một bầu khí quyển được phát hiện xung quanh một Siêu Trái đất có khối lượng thấp. Trên hết, GJ 1138b hiện là hành tinh giống Trái đất xa nhất được biết là có bầu khí quyển.
Được dẫn dắt bởi John Southworth (thuộc Đại học Keele) và Luigi Mancini (thuộc Đại học Rome Tor Vergata), nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên của Viện Thiên văn học Max Planck (MPIA), Viện Vật lý thiên văn Quốc gia (INAF), Đại học Đại học Cambridge và Stockholm. Nghiên cứu của họ, có tiêu đề Phát hiện ra bầu khí quyển của ngoại hành tinh khối 1.6 Trái đất GJ 1132b, gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn.
Sử dụng thiết bị chụp ảnh GROND trên kính viễn vọng La Silla Đài thiên văn 2.2m ESO / MPG, nhóm nghiên cứu đã theo dõi GJ 1132b ở các bước sóng khác nhau khi nó đi qua phía trước ngôi sao mẹ của nó. Trong khoảng thời gian quỹ đạo hành tinh (1.6 ngày), các chuyến đi này xảy ra khá thường xuyên, điều này mang đến nhiều cơ hội để xem nó đi qua phía trước ngôi sao của nó. Khi làm như vậy, họ theo dõi ngôi sao giảm nhẹ độ sáng.
Như Tiến sĩ Southworth đã giải thích với Vũ trụ qua email, những quan sát này đã xác nhận sự tồn tại của một bầu khí quyển:
Những gì chúng tôi đã làm là đo lượng mờ ở 7 bước sóng khác nhau trong ánh sáng quang học và cận hồng ngoại. Tại một trong những bước sóng (IR) này, hành tinh dường như lớn hơn một chút. Điều này chỉ ra rằng hành tinh này có bầu khí quyển rộng lớn xung quanh, cho phép hầu hết ánh sáng sao đi qua, nhưng mờ đục ở một bước sóng.
Các thành viên trong nhóm từ Đại học Cambridge và MPIA sau đó đã tiến hành mô phỏng để xem thành phần của bầu không khí này có thể là gì. Cuối cùng, họ kết luận rằng rất có thể nó có một bầu không khí dày đặc chứa nhiều nước và / hoặc khí mê-tan - điều này mâu thuẫn với các lý thuyết gần đây rằng hành tinh này có bầu khí quyển mỏng và khó chịu (ví dụ, một sao Kim khô khô).
Đây cũng là lần đầu tiên một bầu khí quyển được xác nhận xung quanh một hành tinh không có kích thước và khối lượng lớn hơn đáng kể so với Trái đất. Trong quá khứ, các nhà thiên văn học đã phát hiện bầu khí quyển xung quanh nhiều ngoại hành tinh khác. Nhưng trong những trường hợp này, các hành tinh là những người khổng lồ khí hoặc các hành tinh có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần Trái đất (hay còn gọi là Super Super Earths Thần). GJ 1132b, tuy nhiên, lớn gấp 1,6 lần Trái đất và đo được bán kính 1,4 Trái đất.
Ngoài ra, những phát hiện này là một bước quan trọng trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta. Hiện tại, các nhà thiên văn học tìm cách xác định thành phần hóa học của bầu khí quyển hành tinh để xác định xem nó có thể ở được hay không. Khi sự kết hợp đúng của sự mất cân bằng hóa học tồn tại, sự hiện diện của các sinh vật sống được coi là một nguyên nhân có thể.
Bằng cách có thể xác định rằng một hành tinh ở đầu dưới của siêu trái đất có bầu khí quyển, chúng ta tiến một bước gần hơn để có thể xác định khả năng cư trú của ngoại hành tinh. Việc phát hiện một hành tinh mang bầu khí quyển xung quanh một ngôi sao loại M (sao lùn đỏ) cũng là một tin tốt trong chính nó. Những ngôi sao lùn đỏ có khối lượng thấp là ngôi sao phổ biến nhất trong thiên hà và những phát hiện gần đây đã chỉ ra rằng chúng có thể là phát súng tốt nhất của chúng ta để tìm kiếm những thế giới có thể ở được.
Bên cạnh việc phát hiện một số hành tinh trên mặt đất xung quanh các ngôi sao lùn đỏ trong những năm gần đây - bao gồm bảy hành tinh xung quanh một ngôi sao (TRAPPIST-1) - cũng có nghiên cứu cho thấy những ngôi sao này có khả năng lưu trữ số lượng lớn các hành tinh. Đồng thời, đã có những lo ngại về việc các sao lùn đỏ có quá thay đổi và không ổn định để hỗ trợ các thế giới có thể ở được hay không.
Như Southworth giải thích, phát hiện ra một bầu không khí xung quanh một hành tinh gần quỹ đạo của một sao lùn đỏ có thể giúp củng cố trường hợp cho khả năng sinh sống của sao lùn đỏ:
Một trong những vấn đề lớn là các ngôi sao có khối lượng rất thấp thường có từ trường mạnh và do đó phát ra rất nhiều tia X và tia cực tím. Những photon năng lượng cao này có xu hướng phá hủy các phân tử trong khí quyển và cũng có thể làm bay hơi chúng hoàn toàn. Việc chúng ta đã phát hiện ra bầu khí quyển xung quanh GJ 1132b có nghĩa là loại hành tinh này thực sự có khả năng giữ lại bầu khí quyển trong hàng tỷ năm, ngay cả khi bị các photon năng lượng cao bắn phá từ các ngôi sao chủ của chúng.
Trong tương lai, GJ 1132b dự kiến sẽ là mục tiêu ưu tiên cao để nghiên cứu với Kính viễn vọng Không gian Hubble, Kính thiên văn Rất lớn (VLT) tại Đài thiên văn Paranal ở Chile và các kính viễn vọng thế hệ tiếp theo như Kính viễn vọng Không gian James Webb (dự kiến để ra mắt vào năm 2018). Đã có, các quan sát đang được thực hiện, và kết quả đang được háo hức dự đoán.
Tôi chắc chắn rằng tôi không phải là người duy nhất muốn nghe những gì các nhà thiên văn khám phá khi họ đặt mục tiêu vào hệ thống sao gần đó và thế giới giống như Sao Kim! Trong lúc này, hãy chắc chắn xem video này về GJ 1132b, nhờ tin tức của MIT:
