Cái nhìn chi tiết nhất về bầu khí quyển của một hành tinh ngoại xa đã tiết lộ một hỗn hợp hơi nước và carbon monoxide che phủ một thế giới gấp mười lần Sao Mộc cách Trái đất khoảng 130 năm ánh sáng. Giống như Sao Mộc, nó không có bề mặt rắn, và nó có nhiệt độ hơn một ngàn độ. Ngoài ra, không có tín hiệu mêtan nào được phát hiện trong khí quyển. Nhưng hệ mặt trời này vẫn rất được quan tâm, vì ba thế giới khổng lồ khác cùng quỹ đạo và các nhà khoa học cho biết nghiên cứu hệ thống này sẽ không chỉ giúp giải quyết những bí ẩn về cách nó được hình thành mà còn cả hệ mặt trời của chúng ta hình thành như thế nào.
Các quan sát được thực hiện tại kính viễn vọng Keck II ở Hawaii, sử dụng máy quang phổ hình ảnh hồng ngoại có tên OSIRIS, có thể phát hiện ra dấu vân tay hóa học của các phân tử cụ thể.
Đây là quang phổ sắc nét nhất từng có của một hành tinh ngoài hệ mặt trời, tiến sĩ Bruce Macintosh, từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore cho biết. Điều này cho thấy sức mạnh của hình ảnh trực tiếp một hệ thống hành tinh. Chính độ phân giải tinh tế có được từ những quan sát mới này đã cho phép chúng ta thực sự bắt đầu thăm dò sự hình thành hành tinh.
Với mức độ chi tiết này, người đồng tác giả Travis Barman từ Đài thiên văn Lowell cho biết, chúng ta có thể so sánh lượng carbon với lượng oxy có trong khí quyển và hỗn hợp hóa học này cung cấp manh mối về cách hệ thống hành tinh hình thành .
Các hành tinh xung quanh ngôi sao, được gọi là HR 8799, nặng từ 5 đến 10 lần khối lượng Sao Mộc và vẫn phát sáng trong tia hồng ngoại với sức nóng của sự hình thành của chúng. Nhóm nghiên cứu cho biết các quan sát của họ cho thấy hệ mặt trời được tạo ra theo cách tương tự như của chúng ta, với những người khổng lồ khí hình thành cách xa ngôi sao mẹ của chúng và các hành tinh đá nhỏ hơn gần hơn. Tuy nhiên, không có hành tinh đá giống Trái đất nào được phát hiện. trong hệ thống này.
Quinn Kanopacky, nhà thiên văn học của Đại học Toronto, Canada, cho biết, các kết quả cho thấy hệ thống HR 8799 giống như một Hệ mặt trời được nhân rộng. Một khi các lõi rắn phát triển đủ lớn, lực hấp dẫn của chúng nhanh chóng thu hút khí xung quanh để trở thành các hành tinh khổng lồ mà chúng ta thấy ngày nay. Vì khí đó đã mất một phần oxy, nên hành tinh kết thúc với ít oxy hơn và ít nước hơn so với khi nó hình thành do sự mất ổn định của lực hấp dẫn.
Có hai mô hình hàng đầu về sự hình thành hành tinh: bồi tụ lõi và mất ổn định hấp dẫn. Khi các ngôi sao hình thành, một đĩa hình thành hành tinh bao quanh chúng. Với sự bồi tụ lõi, các hành tinh hình thành dần dần khi lõi rắn phát triển đủ lớn để bắt đầu thu khí từ đĩa, trong khi trong mô hình mất ổn định hấp dẫn, các hành tinh hình thành gần như ngay lập tức khi đĩa tự sụp đổ.
Các thuộc tính như thành phần của bầu khí quyển hành tinh là manh mối cho cách hành tinh hình thành, và trong trường hợp này, sự bồi đắp cốt lõi dường như chiến thắng. Mặc dù có bằng chứng về hơi nước, chữ ký đó yếu hơn mong đợi nếu hành tinh này chia sẻ thành phần của ngôi sao mẹ của nó. Thay vào đó, hành tinh này có tỷ lệ carbon với oxy cao - dấu vân tay của sự hình thành của nó trong đĩa khí hàng chục triệu năm trước. Khi khí nguội dần theo thời gian, các hạt nước đá hình thành, làm cạn kiệt lượng khí oxy còn lại. Sự hình thành hành tinh sau đó bắt đầu khi băng và chất rắn thu thập vào lõi hành tinh.
Konopacky cho biết, một khi các lõi rắn phát triển đủ lớn, lực hấp dẫn của chúng nhanh chóng thu hút khí xung quanh để trở thành các hành tinh khổng lồ mà chúng ta thấy ngày nay. Vì khí đó đã mất một phần oxy, nên hành tinh kết thúc với lượng oxy ít hơn và ít nước hơn so với khi nó hình thành do mất ổn định lực hấp dẫn.
Barman cho biết thông tin về chất lượng này không chỉ cung cấp manh mối về sự hình thành của các hành tinh HR8799 mà còn cung cấp hướng dẫn mà chúng ta cần để cải thiện hiểu biết lý thuyết về bầu khí quyển ngoài hành tinh và sự tiến hóa ban đầu của chúng, Barman nói. Thời gian của công việc này không thể tốt hơn vì nó xuất hiện trên các công cụ mới sẽ tạo ra hàng chục ngoại hành tinh khác, quay quanh các ngôi sao khác, mà chúng ta có thể nghiên cứu chi tiết tương tự.
Hệ thống này cũng là nghiên cứu như một phần của hình ảnh trinh sát từ xa với Dự án 1640. Video dưới đây giải thích thêm:
Nguồn: Đài thiên văn Keck
