Ngoại hành tinh có sức nóng tạo ra mưa sắt, gió mạnh giống phim viễn tưởng

WASP-121 b, ngoại hành tinh nóng nhất, cách Trái Đất 900 năm ánh sáng, có mưa kim loại lỏng và gió mạnh, thách thức hiểu biết về khí quyển hành tinh.

Ngoại hành tinh (exoplanet) là những hành tinh nằm ngoài hệ Mặt Trời. Một trong những ngoại hành tinh đặc biệt nhất là WASP-121 b, được mô tả là "cực đoan" với nhiệt độ cao đến mức có thể tạo ra mưa kim loại lỏng. Nằm cách Trái Đất khoảng 900 năm ánh sáng, WASP-121 b không chỉ nóng bỏng mà còn bị tàn phá bởi những cơn gió mạnh bất ngờ.

Advertisement

Ảnh minh họa.

Đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học có thể nghiên cứu bầu khí quyển của một hành tinh bên ngoài hệ Mặt Trời với độ sâu và chi tiết phức tạp như vậy. Nhóm nghiên cứu, sử dụng Kính viễn vọng rất lớn (VLT) tại sa mạc Atacama, Chile, đã phát hiện ra rằng những cơn gió trên WASP-121 b mang theo các nguyên tố như sắt và titan, tạo ra những kiểu thời tiết phức tạp.

Julia Victoria Seidel, trưởng nhóm nghiên cứu từ Observatoire de la Côte d'Azur, cho biết: "Bầu khí quyển của hành tinh này hoạt động theo những cách thách thức hiểu biết của chúng ta về thời tiết, không chỉ trên Trái Đất mà trên tất cả các hành tinh. Cảm giác giống như một thứ gì đó trong khoa học viễn tưởng".

WASP-121 b là một Sao Mộc cực nóng, có khối lượng gấp khoảng 1,2 lần khối lượng của Sao Mộc trong hệ Mặt Trời. Hành tinh này quay quanh ngôi sao của nó rất gần, với một năm ở đây chỉ kéo dài 30 giờ Trái Đất. Khoảng cách gần này khiến một mặt của hành tinh luôn hướng về ngôi sao, tạo ra nhiệt độ cực cao, trong khi mặt còn lại luôn lạnh. Sắt và các kim loại khác bị bốc hơi ở phía ban ngày và bị thổi qua hành tinh đến phía ban đêm, nơi chúng ngưng tụ và rơi xuống dưới dạng mưa kim loại lỏng.

Khi nghiên cứu bầu khí quyển của WASP-121 b, các nhà khoa học đã phát hiện nhiều loại gió khác nhau ở các tầng khác nhau. Họ cũng quan sát thấy một luồng phản lực kéo dài một nửa hành tinh, làm xáo trộn bầu khí quyển khi nó di chuyển giữa mặt đêm và mặt ngày.

Seidel cho biết: "Những gì chúng tôi tìm thấy thật đáng ngạc nhiên: một luồng phản lực xoay vật chất quanh đường xích đạo của hành tinh, trong khi một luồng riêng biệt ở các tầng thấp hơn di chuyển khí từ phía nóng sang phía lạnh hơn. Loại khí hậu này chưa từng thấy trước đây trên bất kỳ hành tinh nào".

VLT cho phép các nhà nghiên cứu thu thập chi tiết về bầu khí quyển của WASP-121 b bằng cách phân tích ánh sáng từ nhiều kính thiên văn khác nhau. Nhóm nghiên cứu đã theo dõi chuyển động của sắt, natri và hydro, từ đó xác định gió ở các lớp khí quyển khác nhau.

Leonardo A. dos Santos, một thành viên trong nhóm, cho biết: "Đây là loại quan sát rất khó thực hiện bằng kính viễn vọng không gian, điều này làm nổi bật tầm quan trọng của việc quan sát các ngoại hành tinh trên mặt đất."

Một phát hiện bất ngờ từ nghiên cứu là sự hiện diện của titan, nguyên tố trước đó được cho là không có trong bầu khí quyển của WASP-121 b. Bibiana Prinoth, nhà nghiên cứu tại Đại học Lund, cho biết: "Thật sự rất đáng kinh ngạc khi chúng ta có thể nghiên cứu các chi tiết như thành phần hóa học và kiểu thời tiết của một hành tinh ở khoảng cách xa như vậy".

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 18/2, mở ra những hiểu biết mới về khí quyển của các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời.