Theo những quan sát mới của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, nguồn cung cấp khí mê-tan thấp đáng ngạc nhiên có thể giải thích tại sao một hành tinh xung quanh một ngôi sao gần đó lại trở nên phình to một cách kỳ lạ. Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST). Các nhà thiên văn học cho biết kết quả cho thấy bầu khí quyển của hành tinh có thể phồng lên đến mức đáng chú ý mà không cần sử dụng các lý thuyết bí truyền về sự hình thành hành tinh.
“Dữ liệu của Webb cho chúng ta biết rằng các hành tinh như WASP-107 b không nhất thiết phải hình thành theo cách kỳ lạ với lõi rất nhỏ và bầu khí quyển khí khổng lồ.” Michael ngõMột nhà khoa học ngoại hành tinh tại Đại học bang Arizona cho biết trong A tuyên bố. “Thay vào đó, chúng ta có thể lấy thứ gì đó giống như sao Hải vương“Với nhiều đá và không nhiều khí, bạn chỉ cần tăng nhiệt độ, sau đó vặn to lên và nó trông vẫn như cũ.”
Được phát hiện vào năm 2017 bởi tập đoàn Tìm kiếm Hành tinh Góc Rộng (WASP), WASP-107 b nằm cách đó khoảng 200 km. Năm ánh sáng từ Đất bên trong chòm sao xử nữNó là một trong những ngoại hành tinh nhẹ nhất được phát hiện cho đến nay, trong đó có hơn 5.000 hành tinh. Mặc dù nó gần như lớn sao MộcWASP-107 b chỉ nặng bằng 12% trọng lượng của chính nó gã khổng lồ khí đốtKhối lượng của nó chỉ tương đương với 30 quả bóng đất. Đối với bối cảnh, một khối lượng Sao Mộc là khoảng 318 Khối lượng trái đất. Nhóm nghiên cứu cho biết hành tinh này cồng kềnh đến mức mật độ của nó có thể được so sánh với một chiếc kẹo dẻo được nướng trong lò vi sóng.
Có liên quan: Ngoại hành tinh kẹo bông là hành tinh nhẹ thứ hai từng được tìm thấy
Từ những quan sát trước đây về kích thước, khối lượng và tuổi của WASP-107 b, các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng hành tinh này có một lõi đá nhỏ được bao quanh bởi một kho chứa khí hydro và heli dồi dào. Tuy nhiên, kịch bản như vậy không thể giải thích đầy đủ về quả cầu bị phồng lên, mặc dù thực tế là nó quay quanh ngôi sao của nó ở khoảng cách bằng 1/7 khoảng cách so với ngôi sao của chính nó. thủy ngân Mặt trời của chúng ta không nhận đủ năng lượng từ ngôi sao của nó để tạo nên mật độ giống như bông của nó. Ngoài ra, nếu lõi hành tinh thực sự chứa khối lượng lớn hơn dự kiến, các nhà khoa học cho biết bầu khí quyển sẽ co lại khi nhiệt độ hành tinh nguội đi. thời giancó nghĩa là nó sẽ có vẻ nhỏ hơn so với quan sát được.
Bây giờ, sử dụng dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian James Webb – cũng như các quan sát trước đây từ Kính viễn vọng Không gian Kính viễn vọng Không gian Hubble Hai nhóm nhà thiên văn học độc lập có thể đã giải quyết được bí ẩn. Nói tóm lại, họ phát hiện ra rằng khí mê-tan trong bầu khí quyển của hành tinh này chỉ bằng một phần nghìn lượng khí có thể xảy ra trên thế giới này. Vì khí mê-tan không ổn định ở nhiệt độ cao nên các nhà thiên văn học cho biết lượng khí mê-tan thấp đáng ngạc nhiên là bằng chứng cho thấy khí ở sâu bên trong hành tinh đang “trộn mạnh với các lớp lạnh hơn ở trên”. David Singh Bác sĩ từ Đại học Johns Hopkins (JHU) ở Maryland, người đứng đầu một trong hai nghiên cứu mới, cho biết trong tuyên bố. “Thực tế là chúng tôi phát hiện rất ít, mặc dù chúng tôi đã phát hiện ra các phân tử chứa carbon khác, cho chúng tôi biết rằng bên trong hành tinh này chắc hẳn nóng hơn nhiều so với chúng tôi nghĩ.”
Các nhà nghiên cứu cho biết lượng nhiệt tăng thêm có thể xuất phát từ thực tế là WASP-107 b quay quanh ngôi sao của nó cứ sau 5,7 ngày theo một quỹ đạo không phải là một vòng tròn hoàn hảo. Lực hấp dẫn không đổi của ngôi sao trên WASP-107 b, luôn thay đổi khoảng cách của nó với ngôi sao của nó, kéo dài và co lại hình dạng của hành tinh, do đó làm nóng nó. Trên Trái đất, lực tương tự mặt trăng Nó gây ra thủy triều cao và thấp.
Lõi nóng của hành tinh, kết hợp với sức nóng thủy triều từ ngôi sao của nó, cũng làm thay đổi tính chất hóa học của các loại khí sâu bên trong hành tinh. Zafar Rustamkulovmột sinh viên tốt nghiệp tại JHU và đồng tác giả của một trong hai nghiên cứu mới, cho biết trong một bài báo tuyên bố từ trường Đại học. “Chúng tôi tin rằng lượng nhiệt này khiến tính chất hóa học của khí thay đổi, đặc biệt là sự phân hủy khí mê-tan và sản sinh ra lượng lớn carbon dioxide và carbon monoxide.”
Vào năm 2020, một nhóm các nhà thiên văn học, trong đó có Singh, đã phát hiện ra khí heli trong bầu khí quyển của hành tinh WASP-107 b, đánh dấu lần đầu tiên loại khí này được quan sát thấy trên một ngoại hành tinh. Nguyên tố này ban đầu được phát hiện trên khắp thế giới vào năm 2018 trước khi nó tồn tại ở đó Chắc chắn Hai năm sau, người ta nhìn thấy nó vươn xa vào không gian như một đám mây mờ nhạt. Bởi vì bầu khí quyển của hành tinh này rất thưa thớt, các nhà thiên văn học cho biết bức xạ cực tím từ WASP-107 b đang dần tước đi không khí của thế giới – cụ thể là khoảng 0,1% đến 4% khối lượng của khí quyển mỗi tỷ năm. của một sao chổi. – Giống như một cái đuôi đằng sau một quả cầu.
Nhờ bản chất cực kỳ cồng kềnh của hành tinh này, các nhà thiên văn học có thể nhìn vào bầu khí quyển của nó sâu hơn khoảng 50 lần so với những gì họ có thể nhìn thấy trên một thế giới như Sao Mộc. Ví dụ, năm ngoái, các quan sát của JWST về bầu khí quyển của hành tinh WASP-107 b cho thấy rằng Cát mưa Trên hành tinh.
Nghiên cứu này được mô tả trong hai học Đăng hôm thứ Hai (20/5) trên tạp chí Nature.