Kính thiên văn James Webb gây bất ngờ với hình ảnh ngoại hành tinh đầu tiên

Hình ảnh chụp hành tinh HIP 65426 b, một vật thể tương tự như Sao Mộc, nhưng trẻ hơn và nóng hơn, nằm cách Trái đất 107 parsec (đơn vị đo khoảng cách trong thiên văn học, 1 parsec bằng khoảng 3 năm ánh sáng). HIP 65426 b ẩn mình trong chòm sao Centaurus. Đây là hình ảnh ngoại hành tinh (hành tinh nằm ngoài Hệ Mặt trời) đầu tiên từng được chụp ở bước sóng hồng ngoại, cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu toàn bộ độ sáng của hành tinh và cấu tạo của nó.

“Chúng ta chưa từng thấy các ngoại hành tinh ở bước sóng này,” theo Beth Biller, nhà thiên văn học tại Đại học Edinburgh, Vương quốc Anh và là thành viên của nhóm khám phá ra hình ảnh từ dữ liệu James Webb. Hình ảnh đã được công bố trong một báo cáo trên arXiv.

Bằng gương chính rộng 6,5 mét, Kính thiên văn James Webb quan sát Vũ trụ từ một điểm cách Trái đất khoảng 1,5 triệu km.

Rất khó chụp ảnh trực tiếp các ngoại hành tinh vì chúng thường bị nhấn chìm trong ánh sáng chói của ngôi sao (vị trí tương đương với Mặt trời) mà chúng quay quanh. Quan sát chúng ở bước sóng hồng ngoại, như Webb, giúp tăng độ tương phản giữa ngôi sao và hành tinh. Đây là bước sóng sáng nhất của các hành tinh và mờ nhất của các ngôi sao.

Tháng 7 năm nay, nhóm nhà thiên văn học Aarynn Carter tại Đại học California đã sử dụng các công cụ trên Webb để chặn ánh sáng vật lý từ ngôi sao mà HIP 65426 b quay quanh, cho phép hành tinh này xuất hiện rõ ràng hơn trong tầm nhìn. HIP 65426 b quay quanh ngôi sao của nó với khoảng cách gần gấp đôi khoảng cách sao Diêm Vương quay quanh Mặt trời. Nhờ bước sóng hồng ngoại, các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về lượng năng lượng mà bầu khí quyển của hành tinh này tỏa ra. Họ xác định khối lượng của nó vào khoảng 7 lần và bán kính của nó khoảng 1,45 lần sao Mộc.

HIP 65426 b có lẽ đã khoảng 14 triệu năm tuổi, khiến nó trở thành “một sao Mộc thời nhỏ, ngay khi vừa hình thành,” Biller nói. Các nghiên cứu trong tương lai có thể sẽ thăm dò cách HIP 65426 b đã hình thành và phát triển.

Việc chụp được HIP 65426 b một cách sắc nét như vậy ở bước sóng hồng ngoại cho thấy kính còn có thể chụp ảnh các ngoại hành tinh nhỏ hơn nữa, bằng kích thước của sao Thổ hoặc thậm chí là sao Hải Vương, quay quanh các ngôi sao khác. Các hình ảnh này sẽ cải thiện đáng kể hiểu biết khoa học về các hệ hành tinh ngoài Hệ Mặt trời.

Các nhà thiên văn học đang tiếp tục sử dụng Webb để nghiên cứu nhiều hành tinh ngoài Hệ Mặt trời khác, đặc biệt là những hành tinh lớn nằm tương đối xa ngôi sao của chúng và do đó dễ chụp ảnh trực tiếp.

Webb cũng có thể phân tích cách ánh sáng của ngôi sao đi qua bầu khí quyển của một hành tinh để xem bầu khí quyển chứa những hợp chất hóa học nào. Các nhà thiên văn học không thể sử dụng kỹ thuật đó trên HIP 65426 b, vì hành tinh này nằm quá xa ngôi sao của nó. Nhưng nhóm Carter đang áp dụng phương pháp phân tích quang phổ này cho một hành tinh khác, VHS 1256 b, nằm cách Trái đất 22 parsec và nằm trong chòm sao Corvus.

Kết quả ban đầu cho thấy các dấu hiệu của các hạt silicat – về cơ bản là cát nóng – trong bầu khí quyển của VHS 1256 b. Và đây cũng là lần đầu tiên người ta phát hiện thấy các hạt cát trong bầu khí quyển của một hành tinh ngoài Hệ Mặt trời.

Các phát hiện này tiếp tục khẳng định sức mạnh của kính thiên văn James Webb trong việc khám phá vũ trụ.