Những ngoại hành tinh có thể chứa nước trong khí quyển

Các nhà thiên văn học đã tìm thấy rất nhiều Sao Mộc nóng chứa nước trong khí quyển, nhưng một số khác lại không có. Các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm Jet Propulsion (JPL) của NASA ở Pasadena, bang California đã tìm hiểu những điểm chung trong bầu khí quyển của những thế giới khổng lồ.

Các nhà nghiên cứu tập trung vào bộ sưu tập Sao Mộc nóng đã sử Kính Viễn vọng Không gian Hubble của NASA cho nghiên cứu của họ. Họ phát hiện rằng bầu khí quyển của khoảng một nửa số hành tinh đã bị những đám mây hoặc sương mù phong tỏa.

Aishwarya Iyer - người dẫn đầu nhóm nghiên cứu, là một thực tập viên của JPL và là học viên thạc sỹ tại Đại học bang California cho biết: “Động cơ của nghiên cứu này là xem các hành tinh này sẽ như thế nào nếu chúng được nhóm lại với nhau và liệu chúng có chia sẻ những thuộc tính khí quyển nào không”.

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal số ra ngày 1/ 6 cho thấy những đám mây hoặc lớp sương mù có thể ngăn cản làm cho kính thiên văn không thể phát hiện được lượng nước trong bầu khí quyển. Bản thân các đám mây dường như không được tạo ra từ nước, vì các hành tinh trong nghiên cứu này quá nóng đối với những đám mây từ nước.

Iyer cho biết “Mây hoặc sương mù dường như xuất hiện ở khắp các hành tinh mà chúng tôi nghiên cứu. Bạn phải cẩn thận khi đưa những đám mây hay sương mù vào tính toán, nếu không hai nhân tố này có thể làm cho lượng nước trong khí quyển của một ngoại hành tinh bị đánh giá sai lệch”.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã xem xét tập hợp 19 Sao Mộc nóng được quan sát từ trước bởi kính Hubble. Kính thiên văn của Wide Field Camera 3 đã phát hiện thấy hơi nước trong bầu khí quyển của 10 trong số các hành tinh này, và không thấy nước ở 9 hành tinh còn lại. Có rất nhiều phương pháp phân tích và giải thích về hiện tượng này từ những nghiên cứu khác nhau, nhưng vẫn chưa có một phân tích tổng thể cho tất cả các hành tinh này.

Để so sánh các hành tinh này và tìm kiếm các hình mẫu, nhóm nghiên cứu của JPL đã chuẩn hóa các dữ liệu: Họ đã kết hợp bộ dữ liệu của tất cả 19 Sao Mộc nóng để tạo ra một quang phổ ánh sáng chung cho nhóm các hành tinh. Sau đó, họ so sánh dữ liệu với những mẫu có bầu khí quyển trong suốt, không có mây, với những mẫu có độ dày mây khác nhau.

Các nhà khoa học đã xác định rằng, đối với hầu hết các hành tinh mà họ nghiên cứu, sương mù hoặc mây đã phong tỏa trung bình khoảng 1 nửa bầu khí quyển. Iyer cho biết “Trên một số hành tinh, bạn có thể thấy nước nhô lên ở phía trên những đám mây hoặc sương mù, và ở phía dưới có thể có nhiều nước hơn.

Các nhà khoa học hiện vẫn chưa biết được bản chất của những đám mây hay sương mù này, bao gồm cả việc chúng được tạo nên từ gì. Robert Zellem, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại JPL và là đồng tác giả của nghiên cứu này cho biết: “Có một điều khá ngạc nhiên là những đám mây hay sương mù này xuất hiện ở hầu hết các hành tinh”.

Những kết quả này đồng thuận với kết luận được công bố ngày 14 tháng 12 năm 2015 trên tạp chí Nature Journal. Nghiên cứu của tạp chí Nature sử dụng dữ liệu từ kính Hubble và Kính thiên văn Không gian Spitzer của NASA, cho thấy những đám mây hay sương mù ở Sao Mộc nóng có thể che khuất làm cho các nhà khoa học khó phát hiện nước trong khí quyển. Nghiên cứu mới này sử dụng dữ liệu về ngoại hành tinh của thiết bị duy nhất trên Hubble giúp thống nhất những đặc tính của một nhóm Sao Mộc nóng lớn hơn và là nghiên cứu đầu tiên xác định số lượng bầu khí quyển được bảo vệ bởi những đám mây hay sương mù.

Những nghiên cứu mới có thể ảnh hưởng tới những nghiên cứu tiếp theo nhờ các đài thiên văn không gian trong tương lai, chẳng hạn như Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA. Các ngoại hành tinh được che lấp bởi một lớp mây dày sẽ ngăn cản việc phát hiện nước và các chất khác mà có thể là mục tiêu nghiên cứu sâu hơn.

Các nhà khoa học cho biết, các kết quả này cũng rất quan trọng để hình dung quá trình hình thành các hành tinh. Theo nhà nghiên cứu Zellem “Các hành tinh được tạo thành từ các vị trí hiện tại hay chúng dịch chuyển từ phía xa hướng về sao chủ của chúng? Hiểu được sự đa dạng của các phân tử như nước sẽ giúp chúng ta trả lời những câu hỏi này”

Micheal Line từ Đại học California và Santa Cruz cũng đã có đóng góp cho nghiên cứu này. Những đồng tác giả khác đến từ JPL gồm Gael Roudier, Graca Rocha và John Livingston.

Minh Trang (Theo Phys)