Các nhà khoa học vô cùng kinh ngạc khi hành tinh non trẻ này có thể biến đổi thành một Trái Đất rắn đặc hoặc một sao tiểu Hải Vương tinh.
Một ngoại hành tinh mới được phát hiện có thể mang đến cho các nhà thiên văn học cái nhìn hiếm hoi về quá trình tiến hóa của hành tinh, hé lộ những quá trình biến đổi các hành tinh trẻ, giàu hydro thành các tiểu Hải Vương tinh được bao phủ bởi khí hoặc các siêu Trái Đất rắn đặc. Hành tinh này, được đặt tên là V1298 Tau b, dường như đang ở giai đoạn "thiếu mắt xích" trong quá trình phát triển hành tinh, theo những quan sát mới của Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST).
Một nguyên mẫu của sao Hải Vương với số phận không chắc chắn
Nằm trong một hệ sao trẻ, khoảng 10 đến 30 triệu năm tuổi , V1298 Tau b vẫn đang trải qua những thay đổi quan trọng về cấu trúc và bầu khí quyển. Các nhà thiên văn học tin rằng cuối cùng nó có thể trở thành một trong hai loại hành tinh: một sao cận Hải Vương, có lớp vỏ khí dày như Hải Vương, hoặc một siêu Trái Đất, một hành tinh rắn đặc lớn hơn Trái Đất của chúng ta.
Khối lượng của nó được ước tính gấp nhiều lần Trái Đất nhưng vẫn nhỏ hơn 17 lần khối lượng của Sao Hải Vương. Mặc dù kích thước và khối lượng tổng thể của hành tinh này xếp nó vào một phạm trù quen thuộc, nhưng nhiệt độ bên trong và thành phần khí quyển của nó lại cho thấy một con đường tiến hóa độc đáo.
Độ trong của khí quyển bất ngờ và hàm lượng kim loại thấp
Sử dụng các thiết bị hồng ngoại mạnh mẽ của JWST, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các dấu hiệu phân tử trong khí quyển của hành tinh, tập trung vào các hợp chất như hơi nước (H₂O), mêtan (CH₄), cacbon dioxit (CO₂), cacbon monoxit (CO) và lưu huỳnh dioxit (SO₂). Các phép đo này cho thấy bầu khí quyển trong vắt đáng ngạc nhiên, chủ yếu là hydro, với lượng mêtan ít hơn 100 lần so với dự kiến và hàm lượng kim loại tổng thể thấp hơn đáng kể so với các hành tinh cận Hải Vương tinh trưởng thành hơn.
Theo thuật ngữ thiên văn học, kim loại dùng để chỉ tất cả các nguyên tố nặng hơn heli. Trong khi các tiểu Sao Hải Vương trưởng thành thường có bầu khí quyển giàu kim loại, thì V1298 Tau b lại không có - một đặc điểm có thể chỉ ra giai đoạn hình thành ban đầu hoặc một quỹ đạo tiến hóa hoàn toàn khác .
Nhà nghiên cứu chính Saugata Barat từ Đại học Amsterdam giải thích rằng những phát hiện này chỉ ra rằng quá trình tiến hóa của hành tinh này "vẫn đang diễn ra và có khả năng sẽ biến đổi thành phần khí quyển của hành tinh này theo thời gian." Ông nói thêm rằng khả năng tiếp cận nhiều đặc điểm hấp thụ phân tử trong vùng hồng ngoại gần của JWST là rất quan trọng để xác định chính xác khối lượng và thành phần khí quyển của hành tinh.
Biến đổi nhanh hoặc mất mát khí quyển
Các mô phỏng do nhóm nghiên cứu thực hiện cho thấy V1298 Tau b có thể phát triển theo một trong nhiều hướng. Trong một số trường hợp, hành tinh này dần dần trở thành một hành tinh cận Sao Hải Vương điển hình. Trong những trường hợp khác, nó mất đi lớp vỏ khí một cách nhanh chóng — chỉ trong vòng 7,5 triệu năm — để lại một lõi đá gần giống với một siêu Trái Đất hơn.
Sự đa dạng trong các kết quả tiềm năng cho thấy sự hình thành hành tinh có thể năng động và khó lường như thế nào, đặc biệt là trong giai đoạn đầu. Như đồng tác giả Jean-Michel Désert, cũng đến từ Đại học Amsterdam, lưu ý, "những phát hiện này thách thức hiểu biết của chúng ta về cách các hành tinh cận Sao Hải Vương hình thành và tiến hóa." Ông nhấn mạnh rằng các hành tinh trẻ như V1298 Tau b có thể có bầu khí quyển khác biệt rõ rệt so với các hành tinh già hơn, hàng tỷ năm tuổi.
Nguồn: dailygalaxy
