Ngoại hành tinh lớn gấp 40 lần Trái Đất

Các nhà nghiên cứu nghi ngờ ngoại hành tinh nóng 1.500 độ C cách Trái Đất 734 năm ánh sáng là phần lõi còn sót lại của hành tinh khí khổng lồ.

Mô phỏng ngoại hành tinh TOI 849b quay sát ngôi sao chủ. Ảnh: ESO.

Quan sát từ vệ tinh và kính viễn vọng trên Trái Đất cho thấy ngoại hành tinh mới phát hiện có bán kính gấp gần 3,5 lần Trái Đất và khối lượng lớn hơn 40 lần. Kết hợp với mật độ tương đương Trái Đất, kích thước này chỉ ra ngoại hành tinh TOI 849b cấu tạo chủ yếu từ đá. Không giống những hành tinh lớn khác, TOI 849b hầu như không có khí quyển . Lớp khí quyển chỉ chiếm nhiều nhất 4% khối lượng của hành tinh này.

“Khí quyển chiếm tỷ lệ quá nhỏ đối với một hành tinh lớn cỡ này. Đây gần như hoàn toàn là một khối cầu đá trơ trọi”, nhà thiên văn học David Armstrong ở Đại học Warwick tại Coventry, Anh, nhận xét.

Khối lượng lớn và tình trạng gần như mất khí quyển hé lộ TOI 849b có thể là phần lõi còn sót lại của hành tinh khí khổng lồ, Armstrong và cộng sự kết luận trong nghiên cứu công bố hôm 1/7 trên tạp chí Nature. Đó có thể là lõi trần của hành tinh khí khổng lồ đầu tiên được phát hiện. Sử dụng Vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh chuyển tiếp (TESS) của NASA, nhóm nghiên cứu quan sát TOI 849b đi qua phía trước ngôi sao giống Mặt Trời cách Trái Đất 734 năm ánh sáng. Những quan sát sau đó bằng Đài thiên văn La Silla ở Chile của Tổ chức Nghiên cứu thiên văn châu Âu tại Nam Bán cầu (ESO) cung cấp dữ liệu về khối lượng gấp đôi sao Hải Vương của ngoại hành tinh. Kết hợp các quan sát và tính toán về thể tích, nhóm nghiên cứu cho rằng TOI 849b là hành tinh đặc nhất từng biết.

Ngoại hành tinh hoàn thành một vòng quanh ngôi sao chủ sau 18 giờ, ở khoảng cách gần tới mức bề mặt của nó nóng tới 1.500 độ C. Theo giả thuyết chuẩn về quá trình hình thành hành tinh, bất kỳ khối cầu đá nào lớn gấp 10 lần khối lượng Trái Đất hoặc hơn sẽ hút khí gas liên tục từ đĩa khí và bụi ở nơi nó ra đời. Với khối lượng gấp hàng chục lần Trái Đất, đáng lẽ TOI 849b phải có khí quyển dày.

Nhóm nghiên cứu đưa ra hai giả thuyết nhằm lý giải khí quyển biến mất ở TOI 849b. Một giả thuyết là hành tinh mở ra khoảng trống trong đĩa tiền hành tinh nên không có nhiều vật liệu để nó “nuốt chửng”. Kết quả là sự phát triển của TOI 849b bị chững lại trước khi nó trở thành hành tinh khí khổng lồ hoàn chỉnh, chỉ có phần lõi trơ trọi. Giả thuyết khác cho rằng TOI 849b là hành tinh khí khổng lồ nhưng mất dần khí quyển vì lý do nào đó. Năng lượng từ ngôi sao chủ cũng có thể nung nóng khí quyển dẫn tới bay hơi, hoặc va chạm với hành tinh khác làm bầu khí quyển biến mất.

Nếu TOI 849b từng là hành tinh khí khổng lồ, nghiên cứu về nó sẽ giúp các nhà thiên văn học tìm hiểu về lõi của các hành tinh như sao Mộc. Phần lõi này thường rất khó nghiên cứu do ẩn dưới bầu khí quyển dày đặc. Việc xem xét quang phổ ánh sáng sao được lọc qua khí quyển của TOI 849b bằng những kính viễn vọng không gian tương lai có thể hé lộ thành phần cấu tạo hành tinh, theo Adams.