Các nhà thiên văn học Mỹ tìm thấy ngoại hành tinh nóng nhất từ trước tới nay xoay quanh ngôi sao có nhiệt độ gấp đôi Mặt Trời.
Theo nghiên cứu công bố hôm 7/1 trên tạp chí Astrophysical Journal Letters, các nhà khoa học phát hiện khí quyển của hành tinh nóng đến mức những phân tử bên trong cũng bị kéo rách toạc. Hành tinh cách Trái Đất khoảng 670 năm ánh sáng bị ảnh hưởng bởi hiện tượng khóa thủy triều, có nghĩa một mặt của nó luôn quay về phía ngôi sao chủ. Ở nửa ban ngày, phân tử hydro bị rách thành nhiều mảnh trước khi tập trung ở nửa ban đêm, nơi chúng được tái hình thành.
"Hành tinh này có nhiệt độ cực hạn, nó hơi khác biệt so với nhiều ngoại hành tinh khác", Megan Mansfield, nghiên cứu sinh ở Đại học Chicago, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
Hành tinh có khối lượng lớn gấp khoảng 2,8 lần sao Mộc tên KELT-9b xoay quanh một ngôi sao siêu nóng. Đây vừa là hành tinh nóng nhất được phát hiện từ trước tới nay, vừa là hành tinh duy nhất quay xung quanh ngôi sao nóng nhất được tìm thấy.
Vào thời gian ban ngày trên KELT-9b, nhiệt độ lên tới 4.327 độ C, kém Mặt Trời 1.200 độ C. "KELT-9b được phân loại là hành tinh dựa trên khối lượng, nhưng khí quyển của nó hầu như không giống bất kỳ hành tinh nào chúng tôi từng quan sát bởi nhiệt độ ban ngày", nhà thiên văn Scott Gaudi ở Đại học Ohio, Mỹ, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature cho biết.
Ngoại hành tinh KELT-9 b trải qua 2 mùa hè, 2 mùa đông mỗi 36 giờ. (Ảnh: Trung tâm Goddard Space Flight, NASA).
"Có khá nhiều yếu tố kỳ lạ trên KELT-9 b. Đây là một hành tinh khổng lồ với quỹ đạo rất gần với một ngôi sao đang quay nhanh. Những đặc điểm này làm phức tạp khả năng phân tích về ngôi sao và ảnh hưởng của nó lên hành tinh này", John Ahlers, nhà thiên văn học thuộc Hiệp hội Nghiên cứu Vũ trụ Đại học và Trung tâm Goddard Space Flight của NASA, chia sẻ.
Lý do khiến KELT-9 b có những đặc điểm kỳ lạ như vậy đến từ việc nó bị khóa, nghĩa là một bên luôn luôn nóng, bên còn lại thì tương đối mát, dẫn đến những phản ứng kỳ lạ trong bầu khí quyển khi có sự kết hợp giữa luồng khí ấm và mát.
Một lý do khác là ngôi sao chủ của hành tinh này cũng khác thường khi quay nhanh hơn 38 lần so với Mặt trời, hoàn thành một vòng quay chỉ trong 16 giờ. Tốc độ quay nhanh ảnh hưởng đến hình dạng ngôi sao, khiến nó phẳng hơn ở 2 cực và chu vi xung quanh dày hơn.
Hình dạng này khiến sự phân bổ nhiệt của ngôi sao cũng khác biệt, các cực nóng hơn trong khi đường xích đạo lại lạnh hơn.
Khi KELT-9 b đi qua cực của ngôi sao chủ, nó sẽ trải qua "mùa hè" và ngược lại khi qua đường xích đạo, hành tinh sẽ trải qua "mùa đông". Do đó, KELT-9 b có thể trải qua 2 mùa hè và 2 mùa đông mỗi "năm", với một mùa chỉ kéo dài trong 9 giờ.
Minh họa ngôi sao KELT-9 và hành tinh khí KELT-9b. (Ảnh: NASA).
KELT-9b nằm trong nhóm "sao Mộc siêu nóng", những ngoại hành tinh có kích thước tương tự sao Mộc trong hệ Mặt Trời, nhưng quỹ đạo rất gần sao chủ. Kết quả là nhiệt độ của chúng cao đến mức có một số quá trình lý tính giống ngôi sao hơn là hành tinh. Trong trường hợp KELT-9b, hành tinh ở gần ngôi sao chủ hơn 30 lần so với Trái Đất, nó có nhiệt độ bề mặt lên tới 4.315 độ C.
Bức xạ cực mạnh từ KELT-9 có thể thổi bay khí quyển hành tinh xoay quanh, làm lưu lại một vệt khí phía sau hành tinh.
"KELT-9 bức xạ cực tím mạnh đến mức có thể làm bốc hơi hoàn toàn hành tinh", Keivan Stassun ở Đại học Vanderbilt, Mỹ, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ. "Hoặc nếu những hành tinh khí khổng lồ như KELT-9b sở hữu lõi đá cứng theo như một số giả thuyết, hành tinh có thể bị đun nóng đến mức khô cằn như sao Thủy".
Nhóm nghiên cứu quan sát KELT-9b bằng kính viễn vọng không gian Spitzer của NASA, được thiết kế để phát hiện bức xạ hồng ngoại. Đài quan sát này có nhiều thiết bị độ nhạy cao, cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu khu vực vũ trụ mà kính viễn vọng quang học không thể quan sát, bao gồm trung tâm thiên hà và hệ hành tinh đang trong quá trình hình thành. Spitzer cũng được sử dụng để xem xét những vật thể tương đối lạnh như sao thất bại và hành tinh ngoài hệ Mặt Trời.
Với sự hỗ trợ của Spitzer, các nhà thiên văn học đo biến động ở nhiệt lượng do KELT-9b phát ra. Dù nửa ban ngày và nửa ban đêm của hành tinh luôn quay về một phía, nhóm nghiên cứu nhận thấy không có khác biệt lớn về nhiệt độ giữa hai nửa. Điều này chỉ ra nhiệt lượng có thể chuyển từ nửa này sang nửa kia. Mô hình vi tính cho thấy nhiều khả năng đó là do phân tử hydro bị kéo rách trong khí quyển ở nửa ban ngày trước khi tái hình thành ở nửa ban đêm.
Bên cạnh lượng bức xạ lớn, KELT-9b còn quay rất gần ngôi sao mẹ. Nhóm nghiên cứu kết luận sự sống không có khả năng tồn tại trên hành tinh, bởi nhiệt độ cao nhất để sự sống có thể phát triển trên Trái Đất là 122 độ C. Nhưng nghiên cứu những hành tinh như KELT-9b có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hệ thống hành tinh hình thành như thế nào trong điều kiện cực hạn.
Đây không phải lần đầu tiên giới nghiên cứu khám phá những quá trình cực hạn trên KELT-9b. Năm ngoái, nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature chỉ ra khí quyển của KELT-9b nóng đến mức làm bốc hơi kim loại nặng như sắt và titan.