WISE 0855 là thiên thể được giới thiên văn học biết đến từ nhiều năm trước. Tuy nhiên, những quan sát mới bằng kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) cho thấy nơi này có bầu khí quyển phức tạp hơn những gì các nhà khoa học từng hình dung, với các đám mây nước liên tục biến đổi khi thiên thể quay.
Phát hiện mở ra cơ hội nghiên cứu chi tiết hơn về thời tiết và cấu trúc khí quyển của những thiên thể lạnh nằm ngoài hệ Mặt Trời. Dù vậy, WISE 0855 không phải một hành tinh giống Trái Đất và nhiều khả năng không có điều kiện thích hợp cho sự sống như chúng ta đã biết.
Ảnh: NASA/JPL-Caltech/Penn State University
Quan sát liên tục trong 11 giờ, ghi nhận biến đổi của mây nước
Nhóm nghiên cứu thuộc Đài quan sát Steward, Đại học Arizona (Mỹ), đã sử dụng kính JWST để theo dõi WISE 0855 trong 11 giờ. Cứ mỗi 15 phút, nhóm lại thu thập một phổ ánh sáng, qua đó xây dựng chuỗi dữ liệu ghi lại những thay đổi của thiên thể theo thời gian.
Theo kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí The Astronomical Journal, các nhà khoa học nhận thấy những đám mây trên WISE 0855 thay đổi độ dày khi thiên thể quay. Bầu khí quyển tại đây cũng chứa các loại khí chuyển động từ những tầng sâu bên dưới lên phía trên, khiến các quá trình khí quyển phức tạp hơn những biến đổi thời tiết thông thường trên Trái Đất.
Điểm đáng chú ý là JWST không chỉ giúp phát hiện sự hiện diện của mây nước mà còn cho phép các nhà khoa học quan sát sự thay đổi của chúng, đồng thời tìm hiểu thành phần khí quyển liên quan.
Trước đây, những quan sát bằng phương pháp đo quang học chủ yếu cung cấp thông tin tổng hợp về độ sáng của thiên thể. Ảnh hưởng của mây, thành phần hóa học và nhiệt độ thường bị trộn lẫn, khiến các nhà khoa học khó xác định chính xác từng yếu tố.
Brittany Miles, một thành viên nhóm nghiên cứu tại Đài quan sát Steward, cho biết trước khi có JWST, các nhà thiên văn học chỉ có thể tiếp cận những dữ liệu đo quang học, trong đó tác động của mây, hóa học và nhiệt độ bị trộn lẫn với nhau. Khả năng phân tích phổ chi tiết của JWST giúp tách biệt và nghiên cứu những đặc điểm này rõ ràng hơn.
Thiên thể cách Trái Đất 7,5 năm ánh sáng, lạnh nhất trong số các sao lùn nâu từng được phát hiện
WISE 0855 có kích thước tương đương Sao Mộc và nằm cách Trái Đất khoảng 7,5 năm ánh sáng, tương đương khoảng 44 nghìn tỷ dặm. Đây cũng là sao lùn nâu lạnh nhất từng được phát hiện.
Thiên thể này lần đầu được ghi nhận trong dữ liệu do tàu khảo sát hồng ngoại trường rộng WISE thu thập vào năm 2010. Đến năm 2014, nhà thiên văn học Kevin Luhman chính thức công bố phát hiện WISE 0855 sau khi phân tích dữ liệu quan sát.
Những quan sát ban đầu từng khiến WISE 0855 có vẻ xanh hơn thực tế do hình ảnh bị ảnh hưởng bởi các nguồn sáng nền. Các nghiên cứu sau đó đã cung cấp thêm thông tin về đặc điểm của thiên thể, trong khi những quan sát mới nhất bằng JWST giúp hé lộ rõ hơn các đám mây nước và sự biến đổi trong khí quyển.
Ảnh: Nazarii_Neshcherenskyi/Shutterstock
Để hình dung khoảng cách 7,5 năm ánh sáng, hệ sao gần Trái Đất nhất là hệ Alpha Centauri, trong đó sao Proxima Centauri cách chúng ta khoảng 4,25 năm ánh sáng. Như vậy, WISE 0855 nằm xa hơn Proxima Centauri khoảng 3,25 năm ánh sáng, một khoảng cách tương đối gần xét trên quy mô vũ trụ.
Tuy nhiên, khoảng cách gần không đồng nghĩa với việc thiên thể này có thể là nơi con người sinh sống. WISE 0855 thuộc nhóm sao lùn nâu, những thiên thể có đặc điểm nằm giữa các hành tinh khổng lồ và các ngôi sao. Chúng không có đủ khối lượng để duy trì phản ứng tổng hợp hydro trong lõi như những ngôi sao thông thường.
Mây không phải hiện tượng xa lạ trong nghiên cứu các thiên thể ngoài hệ Mặt Trời. Các nhà khoa học từng ghi nhận mây trong khí quyển những hành tinh khác, từ mây trên Sao Hỏa đến những đám mây chứa các hạt khoáng chất ở nhiệt độ cực cao trên một số ngoại hành tinh.
Điểm mới trong nghiên cứu WISE 0855 không đơn thuần nằm ở việc phát hiện mây nước, mà ở khả năng theo dõi sự biến đổi của chúng theo thời gian và phân tích thành phần khí quyển chi tiết hơn.
Nhờ thiết bị quan sát hồng ngoại của JWST, các nhà nghiên cứu có thể tìm hiểu cách mây nước thay đổi khi thiên thể quay, đồng thời phân biệt những ảnh hưởng của mây, nhiệt độ và thành phần hóa học. Đây là bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu thời tiết trên những thế giới có điều kiện khí quyển khác xa Trái Đất.
Dẫu vậy, sự hiện diện của mây nước không đồng nghĩa với việc WISE 0855 có đại dương, nước lỏng trên bề mặt hay môi trường thuận lợi cho sự sống. Thiên thể này nhiều khả năng có đặc điểm gần với Sao Mộc hơn Trái Đất.
Thay vì tìm thấy một Trái Đất thứ hai, các nhà khoa học đang có thêm cơ hội quan sát trực tiếp những biến đổi khí quyển trên một thiên thể lạnh ở tương đối gần hệ Mặt Trời. Những dữ liệu thu được có thể giúp mở rộng hiểu biết về cách các đám mây hình thành, biến đổi và tương tác với môi trường khí quyển trên những thế giới xa xôi.
Nguồn: BGR
Phạm Trang
