Phát hiện một hành tinh ngoại đen hơn cả than

Các nhà thiên văn vừa phát hiện ra hành tinh ngoại (hành tinh ngoài hệ mặt trời) đen đúa nhất từng được biết tới – một hành tinh khí khổng lồ xa xôi, cỡ Mộc tinh, có tên gọi là TrES-2b. Những phép đo cho thấy TrES-2b phản xạ chưa tới 1% ánh sáng sao rơi lên nó, khiến nó tối đen hơi cả than đá hay bất kì hành tinh hoặc vệ tinh nào trong hệ mặt trời của chúng ta.

"TrES-2b kém phản xạ hơn nhiều so với nước sơn acrylic màu đen, vì thế nó thật sự là một thế giới ngoài hành tinh”, phát biểu của nhà thiên văn David Kipping thuộc Trung tâm Thiên văn vật lí Harvard-Smithsonian (CfA), tác giả đứng đầu bài báo công bố nghiên cứu trên.

Trong hệ mặt trời của chúng ta, Mộc tinh bị bao bọc trong những đám mây ammonia sáng rỡ phản xạ hơn một phần ba ánh sáng mặt trời đi tới nó. Trái lại, TrES-2b (đã được phát hiện ra hồi năm 2006, bởi chương trình Khảo sát Hành tinh ngoại Xuyên Đại Tây Dương, hay TrES) thiếu vắng những đám mây phản xạ do nhiệt độ cao của nó.

Ảnh minh họa hành tinh ngoại TrES-2b, hành tinh đen hơn cả loại than đá đen nhất trên Trái đất. Nó chỉ phản xạ 1% ánh sáng sao rơi lên nó. Ảnh: David A. Aguilar (CfA)

TrES-2b quay xung quanh ngôi sao của nó ở cự li chỉ bằng ba triệu dặm. Ánh sáng mạnh của ngôi sao là nóng TrES-2b đến nhiệt độ hơn 1.800° Fahrenheit – quá nóng cho những đám mây ammonia. Thay vào đó, khí quyển của nó chứa những hóa chất hấp thụ ánh sáng như hưoi natrium và kalium, hoặc khí titanium oxide. Nhưng không có hóa chất nào trong số này giải thích trọn vẹn sự tối đen cực độ của TrES-2b.

“Không rõ cái gì đang làm cho hành tinh trông cực kì tối như vậy”, phát biểu của đồng tác giả David Spiegel thuộc trường Đại học Princeton. “Tuy nhiên, nó không hoàn toàn tối. Nó quá nóng nên nó phát ra một ánh lóe màu đỏ yếu, giống hệt như một cục than hồng đang cháy hoặc những cuộn dây trên bếp điện”.

Kipping và Spiegel đã xác định suất phản chiếu của TrES-2b bằng dữ liệu thu từ phi thuyền vũ trụ Kepler của NASA. Kepler được thiết kế để đo độ sáng của những ngôi sao ở xa với độ chính xác cực cao.

Đội nghiên cứu đã theo dõi độ sáng của hệ TrES-2b khi hành tinh quay xung quanh ngôi sao của nó. Họ phát hiện ra một sự mờ đo và sáng lên một chút do sự biến đổi pha của hành tinh.

Các nhà khoa học tin rằng TrES-2b bị khóa thủy triều giống như mặt trăng của chúng ta, nên một phía của hành tinh luôn luôn đối mặt với ngôi sao. Và giống như mặt trăng của chúng ta, hành tinh trên biểu hiện các pha biến đổi khi quay xung quanh ngôi sao của nó. Điều này làm cho độ sáng toàn phần của ngôi sao cộng với hành tinh biến thiên nhẹ.

“Bằng cách kết hợp độ chính xác ấn tượng từ Kepler cùng với việc quan sát hơn 50 vòng quỹ đạo, chúng ta phát hiện ra một sự biến thiên nhỏ nhất từ trước đến nay trong độ sáng của một hành tinh ngoại: chỉ có 6 phần triệu”, Kipping nói. “Nói cách khác, Kepler đã có thể trực tiếp phát hiện ra ánh sáng nhìn thấy phát ra từ bản thân hành tinh”.

Những thăng giáng cực kì nhỏ đó chứng tỏ rằng TrES-2b là hết sức tối đen. Một thế giới phản xạ hơn sẽ biểu hiện sự biến thiên độ sáng lớn hơn khi pha của nó biến đổi.

TrES-2b quay xung quanh ngôi sao GSC 03549-02811, nằm cách chúng ta 750 năm ánh sáng theo hướng chòm sao Draco (Một năm ánh sáng khoảng bằng 6 nghìn tỉ dặm).

Nguồn: Trung tâm CfA, PhysOrg.com