Với cột mốc gần đây về việc phát hiện ra hành tinh ngoài mặt trời thứ 500, tương lai của thiên văn học hành tinh rất hứa hẹn. Với việc bổ sung các quan sát bầu khí quyển của các hành tinh quá cảnh, các nhà thiên văn học đang có được một bức tranh đầy đủ hơn về cách các hành tinh hình thành và sống.
Cho đến nay, các quan sát về khí quyển đã bị giới hạn trong các loại hành tinh nóng của Jupiter, thường phồng lên, mở rộng bầu khí quyển của chúng và giúp chúng dễ quan sát hơn. Tuy nhiên, một loạt các quan sát gần đây, sẽ được công bố trong số ra ngày 2 tháng 12 của Thiên nhiên, đã đẩy giới hạn thấp hơn và quan sát mở rộng các bầu khí quyển ngoài hành tinh đến một siêu trái đất.
Hành tinh đang nghi vấn, GJ 1214b đi qua phía trước ngôi sao mẹ của nó khi nhìn từ Trái đất cho phép các nhật thực nhỏ giúp các nhà thiên văn xác định các đặc điểm của hệ thống như bán kính và mật độ của nó. Công trình trước đó, được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn vào tháng 8 năm nay, đã lưu ý rằng hành tinh này có mật độ thấp bất thường (1,87 g / cm3). Điều này loại trừ một hành tinh hoàn toàn bằng đá hoặc sắt cũng như thậm chí là một quả cầu tuyết khổng lồ bao gồm hoàn toàn bằng nước đá. Kết luận là hành tinh được bao quanh bởi một bầu khí quyển dày và ba bầu khí quyển có thể được đề xuất có thể đáp ứng các quan sát.
Đầu tiên là bầu khí quyển được bồi đắp trực tiếp từ tinh vân bảo vệ trong quá trình hình thành. Trong trường hợp này, bầu khí quyển có thể sẽ giữ lại phần lớn thành phần nguyên thủy của hydro và heli vì khối lượng sẽ đủ để giữ cho nó không thoát ra dễ dàng. Thứ hai là bản thân hành tinh này bao gồm chủ yếu là các loại nước, carbon dioxide, carbon monoxide và các hợp chất khác. Nếu một hành tinh như vậy hình thành, sự thăng hoa có thể dẫn đến sự hình thành một bầu khí quyển không thể thoát ra. Cuối cùng, nếu một thành phần mạnh mẽ của vật liệu đá hình thành hành tinh, sự thoát ra ngoài có thể tạo ra bầu không khí hơi nước từ các mạch nước phun, cũng như carbon monoxide và carbon dioxide và các khí khác.
Thách thức đối với các nhà thiên văn học sẽ là ghép các quang phổ của khí quyển với một trong những mô hình này, hoặc có thể là một mô hình mới. Nhóm nghiên cứu mới bao gồm Jacob Bean, Eliza Kempton và Derek Homeier, làm việc từ Đại học Gottingen và Đại học California, Santa Cruz. Quang phổ của chúng về bầu không khí trên hành tinh, phần lớn là không có gì đặc biệt, cho thấy không có đường hấp thụ mạnh. Điều này phần lớn loại trừ trường hợp đầu tiên trong đó bầu khí quyển chủ yếu là hydro trừ khi có một lớp mây dày che khuất tín hiệu từ nó. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu lưu ý rằng phát hiện này phù hợp với bầu không khí bao gồm phần lớn hơi từ ices. Các tác giả cẩn thận lưu ý rằng hành tinh trên hành tinh sẽ không chứa bất kỳ nước lỏng nào do nhiệt độ cao có trong bầu khí quyển của nó.
Những phát hiện này không được chứng minh một cách thuyết phục rằng bản chất của bầu khí quyển, nhưng thu hẹp sự thoái hóa thành một bầu không khí đầy hơi nước hoặc một bầu không khí dày đặc và mây mù. Mặc dù không thu hẹp hoàn toàn các khả năng, Bean lưu ý rằng việc áp dụng quang phổ quá cảnh vào siêu Trái đất đã đạt được một cột mốc thực sự trên con đường hướng tới đặc trưng của những thế giới này. Để nghiên cứu thêm, Bean gợi ý rằng các quan sát tiếp theo trong các ánh sáng hồng ngoại bước sóng dài hơn hiện đang cần thiết để xác định bầu khí quyển nào tồn tại trên GJ 1214b.
