Phát hiện mây băng nước trên hành tinh khổng lồ ngoài Hệ Mặt trời

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện những đám mây băng nước bất ngờ trên một ngoại hành tinh khí khổng lồ cách xa Trái đất, nhờ quan sát của kính viễn vọng không gian James Webb (JWST). 

Phát hiện này được đánh giá là làm thay đổi hiểu biết hiện tại về khí quyển các hành tinh ngoài Hệ Mặt trời, đồng thời mở thêm hướng nghiên cứu trong hành trình tìm kiếm sự sống vũ trụ.

Ngoại hành tinh được xác định là Epsilon Indi Ab, quay quanh ngôi sao Epsilon Indi A thuộc chòm sao Ấn Đệ (Indus) ở bầu trời phía Nam. 

Theo nghiên cứu sinh tiến sĩ Bhavesh Rajpoot (Viện Thiên văn học Max Planck - MPIA), hành tinh này có khối lượng khoảng 7,6 lần sao Mộc nhưng kích thước lại tương đương hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời.

Epsilon Indi Ab nằm cách ngôi sao chủ khoảng 4 lần khoảng cách từ sao Mộc đến Mặt trời. Do ngôi sao chủ nhỏ và nguội hơn Mặt trời, nhiệt độ bề mặt hành tinh được ước tính từ -70 đến +20 độ C (200-300 Kelvin). Dù vậy, hành tinh vẫn ấm hơn sao Mộc nhờ lượng nhiệt còn sót lại từ quá trình hình thành hàng tỉ năm trước.

Việc quan sát các hành tinh khí khổng lồ có nhiệt độ thấp như Epsilon Indi Ab vốn rất khó khăn, bởi phần lớn ngoại hành tinh từng được phát hiện đều có quỹ đạo rất gần sao chủ và có nhiệt độ cao. Để vượt qua hạn chế này, nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị hồng ngoại trung MIRI trên JWST kết hợp coronagraph nhằm che ánh sáng từ ngôi sao chủ, từ đó thu được tín hiệu trực tiếp từ hành tinh.

Dữ liệu thu được cho thấy một bất ngờ: lượng amoniac trong khí quyển thấp hơn dự đoán. Các nhà khoa học cho rằng nguyên nhân có thể đến từ sự tồn tại của những đám mây băng nước dày và không đồng đều, che khuất dấu hiệu của amoniac bên dưới. Những đám mây này được cho là có cấu trúc tương tự mây ti ở tầng cao khí quyển Trái đất.

Theo bà Elisabeth Matthews (MPIA), tác giả chính của nghiên cứu, JWST đang mở ra khả năng quan sát chi tiết các hành tinh tương tự Hệ Mặt trời. Tuy nhiên, để nghiên cứu những hành tinh giống Trái đất ở mức độ sâu hơn, cần các thế hệ kính viễn vọng tiên tiến hơn trong tương lai.

Trong thời gian tới, kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman của NASA (dự kiến phóng giai đoạn 2026-2027) được kỳ vọng sẽ tiếp tục hỗ trợ việc phát hiện và nghiên cứu các cấu trúc mây băng nước này. Các nhà khoa học hiện tiếp tục hoàn thiện kỹ thuật quan sát với JWST, nhằm tiến gần hơn tới mục tiêu tìm kiếm các thế giới giống Trái đất và dấu hiệu sự sống ngoài Hệ Mặt trời.