TRAPPIST-1b và các hành tinh trong cùng hệ sao đều có kích thước gần bằng Trái đất và quay quanh ngôi sao TRAPPIST-1 cách Trái đất 39 năm ánh sáng. Mới đây, sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST), các nhà thiên văn học đã xác nhận rằng hành tinh TRAPPIST-1b không có bầu khí quyển để có thể hỗ trợ sự sống.

Khí quyển là lớp các chất khí bao quanh hành tinh, và thường được coi là điều kiện cho sự sống vì nó bảo vệ chống lại bức xạ, hấp thụ các bức xạ tia cực tím của ngôi sao ở trung tâm hệ sao. Khí quyển có thể bao gồm nitơ, oxy, hơi nước và một số chất khí khác tùy theo các hành tinh.

Các nghiên cứu trước đây sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble và Spitzer, với các bước sóng quan sát khác JWST, đã không khẳng định được TRAPPIST-1b, một hành tinh trong hệ sao TRAPPIST-1, có bầu khí quyển dày đặc như Trái đất từng có hàng tỷ năm trước hay không.

Phát hiện mới là nhờ khả năng nghiên cứu ánh sáng hồng ngoại của kính viễn vọng JWST, Thomas Greene - nhà thiên văn học tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA, Mountain View, California - cho biết. Ông và các đồng nghiệp báo cáo kết quả mới vào ngày 27/3 trên Nature.

Ảnh minh họa hệ sao TRAPPIST-1. TRAPPIST-1b nằm ở ngoài cùng bên trái.

Để xác định tình trạng khí quyển của TRAPPIST-1b, JWST đã quan sát ngôi sao trung tâm TRAPPIST-1 ở bước sóng ánh sáng hồng ngoại trung bình, đỏ hơn 20 lần so với mắt người có thể nhìn thấy, để xem bước sóng này thay đổi như thế nào khi TRAPPIST-1b di chuyển xung quanh ngôi sao này. Do hành tinh TRAPPIST-1b quá tối để quan sát trực tiếp, nghiên cứu phải đo ánh sáng của riêng ngôi sao trung tâm và ánh sáng của ngôi sao khi kết hợp với hành tinh, từ đó xác định mức chênh lệch là ánh sáng phát ra từ hành tinh.

Nếu TRAPPIST-1b có bầu khí quyển, nó sẽ không phát ra nhiều ánh sáng như các phép đo của nhóm Greene cho thấy. Vì vậy, các nhà nghiên cứu kết luận hành tinh không có bầu khí quyển.

Phát hiện này nghe có vẻ đáng thất vọng đối với những người hy vọng hành tinh gần giống Trái đất cũng có bầu khí quyển, nhưng các nhà khoa học nói rằng nó cho thấy sức mạnh của JWST và mở ra cơ hội nghiên cứu nhiều hơn về hệ sao TRAPPIST-1. Hệ sao này được coi là một "phòng thí nghiệm" độc nhất để nghiên cứu cách các điều kiện môi trường phát sinh trên các hành tinh, và cách chúng trở nên phù hợp với sự sống.

Thực tế không có gì đáng ngạc nhiên khi TRAPPIST-1b không có bầu khí quyển, bởi vì nó bị tác động bởi lượng bức xạ gấp 4 lần lượng bức xạ mà Trái đất nhận được từ Mặt trời, theo các nhà nghiên cứu. Tương tự, khả năng là ngôi sao TRAPPIST-1 cũng không có bầu khí quyển vì bị tàn phá bởi các vụ nổ sao và các sự kiện phát bức xạ khác. Tuy nhiên, hiểu được những điều kiện này là rất quan trọng bởi vì các sao lùn M - những ngôi sao mờ, lạnh như TRAPPIST-1 - thường có các hành tinh cỡ Trái đất quay quanh.

Julien de Wit, nhà nghiên cứu các hành tinh ngoài hệ Mặt trời tại Viện Công nghệ Massachusetts, cho biết bước đầu tiên quan trọng trong việc nghiên cứu hệ TRAPPIST-1 là tận dụng sức mạnh của JWST để hiểu ngôi sao trung tâm. "Hiểu ngôi sao trung tâm là ưu tiên trước khi hiểu các hành tinh xoay quanh", de Wit nói. Nếu không, các nhà nghiên cứu sẽ khó giải thích các quan sát về các hành tinh, vì bị "ô nhiễm" bởi hoạt động chưa rõ ràng của ngôi sao.

Sau phát hiện này, các nhóm nghiên cứu khác đã tiếp tục sử dụng JWST để nghiên cứu TRAPPIST-1b, cũng như các hành tinh khác trong hệ TRAPPIST-1, bao gồm TRAPPIST-1c, một hành tinh đủ gần ngôi sao trung tâm để JWST quan sát trực tiếp sự phát sáng của nó.

Nguồn: