Hành tinh có lượng đá gấp 8 lần Trái đất

Một nghiên cứu mới cho thấy các núi lửa ở ngoại hành tinh đá nóng định kỳ phun ra khí nóng tạo thành bầu khí quyển và bầu khí quyển đó bốc cháy khiến hành tinh trở lại trần trụi.

Hành tinh 55 Cancri e là một thế giới đá có khối lượng gấp 8 lần hành tinh của chúng ta và được phát hiện vào năm 2004, cách Trái đất khoảng 40 năm ánh sáng.

Hành tinh này rất gần với ngôi sao mẹ của nó, với khoảng cách chưa đến 2% khoảng cách giữa Trái đất và mặt trời, nên nó hoàn thành một quỹ đạo hoàn chỉnh chỉ trong 17 giờ. Điều này tạo ra một số điều kiện khá khắc nghiệt trên hành tinh mà không thể giải thích được.

Điều khó hiểu nhất

Có lẽ khía cạnh khó hiểu nhất của hành tinh này là bản chất của tín hiệu quá cảnh của nó. Đây là ánh sáng nhìn thấy được từ Trái đất khi nó đi ngang qua mặt ngôi sao mẹ của nó, tạo ra một hiện tượng nhật thực nhỏ.

Đôi khi, khi 55 Cancri e đi qua phía sau ngôi sao của nó, không có ánh sáng khả kiến nào phát ra từ chính hành tinh này. Trong ánh sáng hồng ngoại, luôn có tín hiệu, mặc dù tín hiệu đó có cường độ khác nhau.

Các quan sát về ánh sáng hồng ngoại này bằng Kính viễn vọng Không gian Spitzer chỉ ra rằng, phía ban ngày của hành tinh trải qua nhiệt độ cực kỳ thiêu đốt lên tới hơn 2.427 độ C, trong khi phía ban đêm có nhiệt độ mát hơn nhưng vẫn khủng khiếp, khoảng 1127 độ C.

Trong nghiên cứu mới, các tác giả đưa ra giả thuyết rằng, sự gần gũi của hành tinh với ngôi sao của nó đang khiến nó phát ra khí gas, nghĩa là các núi lửa khổng lồ và các lỗ thông nhiệt mở ra, phun các nguyên tố giàu carbon nóng vào khí quyển. Nhưng hành tinh này không thể giữ được bầu khí quyển đó lâu do nhiệt độ quá cao và lượng khí này cuối cùng bị thổi bay, khiến hành tinh trơ trụi cho đến khi quá trình thoát khí bắt đầu trở lại.

Không giống hầu hết các hành tinh, bầu khí quyển của 55 Cancri e không ổn định. Quá trình thoát khí cố gắng làm tăng khối lượng khí quyển, trong khi bức xạ cực mạnh và gió mặt trời từ ngôi sao thổi bay nó. Nhưng hai quá trình này không cân bằng, dẫn đến tình trạng đôi khi hành tinh có bầu khí quyển, còn lúc khác thì không.

Các nhà nghiên cứu tin rằng sự mất cân bằng này trong bầu khí quyển hành tinh có thể giải thích các tín hiệu chuyển tiếp kỳ lạ. Khi hành tinh này ở giai đoạn "hói" không có bầu khí quyển, không có ánh sáng nhìn thấy nào phát ra từ bầu khí quyển của hành tinh, bởi vì không có, nhưng bề mặt nóng của hành tinh vẫn phát ra ánh sáng hồng ngoại. Khi bầu khí quyển phồng lên, cả ánh sáng khả kiến và tất cả bức xạ phát ra từ bề mặt đều xuất hiện trong tín hiệu chuyển tiếp.

Mặc dù đây chỉ là giả thuyết nhưng JWST đưa ra cách để kiểm tra nó. Bằng cách đo áp suất và nhiệt độ của bầu khí quyển hành tinh, các nhà khoa học có thể xác định liệu bầu khí quyển có luôn tồn tại hay không.