Cầu vồng có tồn tại ở những thế giới xa xôi không? Nhiều hiện tượng xảy ra trên Trái đất – như mưa, bão và cực quang – cũng xảy ra trên các hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta nếu có điều kiện phù hợp. Bây giờ chúng ta có bằng chứng từ bên ngoài hệ mặt trời rằng một ngoại hành tinh đặc biệt kỳ lạ có thể hiển thị thứ gì đó gần giống với cầu vồng.

Nó xuất hiện trên bầu trời dưới dạng quầng sáng nhiều màu sắc, một hiện tượng gọi là “vinh quang” xảy ra khi ánh sáng chạm vào những đám mây làm từ vật chất đồng nhất ở dạng giọt hình cầu. Đây có thể là lời giải thích cho bí ẩn liên quan đến việc quan sát ngoại hành tinh WASP-76B. Hành tinh này, một khối khí khổng lồ nóng như thiêu đốt, tiếp xúc với những cơn mưa sắt nóng chảy, cũng được quan sát thấy có nhiều ánh sáng hơn ở đầu phía đông của nó (một đường dùng để phân tách mặt ngày và mặt đêm) so với đầu phía tây của nó. Tại sao có nhiều ánh sáng hơn ở một phía của hành tinh?

Sau khi phát hiện nó bằng kính viễn vọng không gian CHEOPS, rồi kết hợp với những quan sát trước đó từ Hubble, Spitzer và TESS, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Đại học Bern ở Thụy Sĩ hiện tin rằng nguyên nhân rất có thể của ánh sáng dư thừa là vinh quang. .

Nhìn thấy ánh sáng

Trong ba năm, CHEOPS đã thực hiện 23 quan sát về WASP-76B trong cả ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại. Những điều đó được bao gồm Đường cong phaquá cảnh và Nhật thực thứ cấp. Đường cong pha là các quan sát liên tục theo dõi vòng quay hoàn chỉnh của một hành tinh và cho thấy những thay đổi trong pha của nó hoặc phần mặt được chiếu sáng của nó đối diện với kính thiên văn. Kính viễn vọng có thể nhìn thấy ít nhiều từ phía này khi hành tinh quay quanh ngôi sao của nó. Đường cong pha có thể xác định sự thay đổi độ sáng tổng thể của một hành tinh và ngôi sao khi hành tinh quay.

Nhật thực thứ cấp xảy ra khi một hành tinh đi qua phía sau ngôi sao chủ của nó và che khuất nó. Ánh sáng nhìn thấy trong lần nhật thực này sau đó có thể được so sánh với tổng ánh sáng trước và sau khi bị che khuất để cho chúng ta cảm giác về ánh sáng phản chiếu khỏi hành tinh. Các sao Mộc nóng như WASP-76B thường được quan sát qua nhật thực thứ cấp.

Việc quan sát đường cong pha có thể tiếp tục trong khi hành tinh che khuất ngôi sao của nó. Trong khi quan sát đường cong pha của WASP-76B, CHEOPS đã nhìn thấy quá nhiều ánh sáng tiền hoàng đạo ở phía đêm của nó. Điều này cũng được thấy trong đường cong pha TESS và các quan sát nhật thực thứ cấp được thực hiện trước đó.

Sự kết thúc của cầu vồng?

Một trong những ưu điểm của WASP-76b là nó là một Sao Mộc rất nóng nên ít nhất phía ban ngày của nó không có các đám mây và sương mù thường che khuất bầu khí quyển của Sao Mộc nóng và lạnh. Điều này làm cho việc phát hiện khí thải trong khí quyển dễ dàng hơn nhiều. Chúng tôi đã nhận thấy sự bất cân xứng về hàm lượng sắt giữa phía cuối ngày và phía đêm, được phát hiện ở Nghiên cứu trước đây, khiến hành tinh này trở nên đặc biệt thú vị. Không có nhiều sắt dạng khí ở phần trên của phần ban ngày so với phần ban đêm. Điều này có lẽ là do mưa sắt rơi xuống mặt ban ngày của WASP-76b, sau đó ngưng tụ thành mây sắt ở mặt đêm.

Các quan sát của Hubble chỉ ra rằng sự đảo ngược nhiệt – khi không khí gần bề mặt hành tinh bắt đầu nguội đi – đang xảy ra ở phía đêm. Việc làm mát ở phía bên này sẽ khiến sắt trước đó đã ngưng tụ thành mây, rơi xuống mặt ban ngày, sau đó bốc hơi do sức nóng dữ dội để ngưng tụ lại. Những giọt sắt lỏng có thể tạo thành mây.

Những đám mây này rất quan trọng vì ánh sáng từ ngôi sao chủ phản chiếu những giọt nước trong những đám mây đó có thể tạo ra hiệu ứng vinh quang.

Các nhà nghiên cứu cho biết trong một bài báo được công bố gần đây trên tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn: “Việc giải thích quan sát bằng hiệu ứng vinh quang sẽ cần đến những giọt khí dung hình cầu và những đám mây hình cầu có độ phản chiếu cao ở bán cầu phía đông của hành tinh”.

Vinh quang ngoài trái đất đã được nhìn thấy trước đây. Chúng cũng được biết là hình thành trong các đám mây sao Kim. Giống như WASP-76b, người ta đã quan sát thấy nhiều ánh sáng tiền nhật thực hơn trên Sao Kim, do đó, mặc dù hào quang khá rõ ràng đối với ngoại hành tinh, nhưng các quan sát trong tương lai sử dụng kính viễn vọng mạnh hơn có thể giúp xác định hiện tượng trên WASP-76 giống với hiện tượng hiện tại như thế nào. trên hành tinh của chúng ta. Sao Kim. Nếu chúng khớp nhau, đây sẽ là vinh quang đầu tiên từng được quan sát thấy trên một ngoại hành tinh.

Nếu nghiên cứu trong tương lai tìm ra cách cụ thể để tìm hiểu xem điều này có thực sự hiệu quả hay không thì những hiện tượng này có thể cho chúng ta biết nhiều hơn về thành phần khí quyển của các ngoại hành tinh, tùy thuộc vào loại nguyên tố hoặc phân tử mà ánh sáng phản chiếu. Họ thậm chí có thể từ bỏ sự hiện diện của nước, điều đó có nghĩa là có thể sinh sống được. Mặc dù vinh quang được cho là của WASP-76b vẫn chưa được chứng minh một cách thuyết phục, nhưng nó chẳng qua là cầu vồng trong bóng tối.

Thiên văn học và Vật lý thiên văn, 2024. DOI: 10.1051/0004-6361/202348270