Thành tựu kỹ thuật mới của James Webb
Hình ảnh của ngôi sao CE Antliae nằm ở giữa và ngoại hành tinh TWA-7b (Ảnh: Nhóm nghiên cứu).
Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) vừa lập nên một cột mốc quan trọng trong hành trình chinh phục vũ trụ, khi lần đầu tiên phát hiện và chụp ảnh trực tiếp TWA-7b.
Đây là một ngoại hành tinh, cũng là thế giới ngoài Hệ Mặt Trời nhẹ nhất từng được con người ghi hình trực tiếp.
Được biết, TWA-7b là một hành tinh khí lạnh có khối lượng ước tính khoảng 0,3 lần khối lượng Sao Mộc, tức xấp xỉ 100 lần khối lượng Trái Đất. Hành tinh này quay quanh một ngôi sao trẻ tên là TWA-7, nằm cách Trái Đất khoảng 111 năm ánh sáng, thuộc chòm sao Antlia.
Điều đặc biệt là TWA-7b có quỹ đạo rất xa sao mẹ, với khoảng cách gấp hơn 52 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời, tương đương vùng ngoài của vành đai Kuiper, và thậm chí vượt xa quỹ đạo Sao Diêm Vương nếu so sánh trong Hệ Mặt Trời.
Ngôi sao TWA-7 hiện vẫn đang trong giai đoạn rất trẻ, với tuổi đời chỉ khoảng 6,4 triệu năm. Bao quanh nó là một đĩa bụi và khí còn sót lại từ giai đoạn hình thành sao, nơi các hành tinh có thể đang dần được tạo ra.
Cấu trúc của đĩa này được chia thành 3 vành đai riêng biệt, trong đó có các khoảng trống đặc trưng cho thấy khả năng xuất hiện của một hành tinh trẻ đang dọn sạch vật chất xung quanh.
Chính nhờ một trong những khoảng trống đó, kính viễn vọng James Webb đã ghi nhận được tín hiệu hồng ngoại yếu từ TWA-7b bằng thiết bị đo bước sóng hồng ngoại MIRI, kết hợp với hệ thống đặc biệt giúp chặn sáng từ ngôi sao mẹ.
Phát hiện lần này không chỉ giúp xác nhận trực tiếp sự tồn tại của một hành tinh trẻ có khối lượng dưới Sao Mộc, mà còn kiểm chứng các giả thuyết lâu nay về cách các hành tinh tương tác với đĩa vật chất trong quá trình hình thành.
Hành tinh nhẹ nhất từng được phát hiện qua ảnh
Kính viễn vọng James Webb tại một cơ sở nghiên cứu, trước thời điểm được đưa lên vũ trụ (Ảnh: NASA).
Theo nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà thiên văn Anne-Marie Lagrange từ Đài quan sát Paris (Pháp), TWA-7b là ngoại hành tinh đầu tiên nhẹ tới mức có thể được chụp ảnh trực tiếp, đồng thời là dấu hiệu cho thấy kính viễn vọng James Webb có khả năng phát hiện cả những hành tinh có khối lượng chỉ bằng 25 đến 30 lần Trái Đất trong tương lai gần.
Trước đây, đa phần các ngoại hành tinh được phát hiện bằng phương pháp gián tiếp, thông qua sự thay đổi ánh sáng của ngôi sao khi hành tinh đi qua phía trước, hoặc dao động nhỏ do lực hấp dẫn.
Việc chụp ảnh trực tiếp là một bước tiến đột phá vì cho phép nghiên cứu chi tiết hơn về đặc tính vật lý, cấu trúc khí quyển và môi trường xung quanh các hành tinh. Đây đều là những dữ liệu rất khó thu được bằng các phương pháp truyền thống.
Đáng chú ý, nhiệt độ bề mặt ước tính của TWA-7b vào khoảng 320 Kelvin (tương đương 47 độ C), thấp hơn nhiều so với các hành tinh nóng gần sao, và không bị ảnh hưởng nhiều bởi bức xạ sao mẹ do quỹ đạo xa.
Đây là điều kiện lý tưởng để tiến hành các nghiên cứu phổ học trong tương lai, nhằm phân tích cấu trúc khí quyển và thành phần hóa học. Chúng là những thông tin then chốt trong hành trình tìm kiếm các thế giới có thể sinh sống.
Tính đến nay, con người đã xác nhận gần 6.000 ngoại hành tinh trong dải Ngân Hà, nhưng chỉ có khoảng 80 trong số đó từng được ghi hình trực tiếp.
Với khả năng quan sát vượt trội trong phổ hồng ngoại, James Webb đang mở ra một kỷ nguyên mới cho việc phát hiện và nghiên cứu trực tiếp các hành tinh sơ khai, góp phần làm sáng tỏ những bí ẩn lâu nay về sự hình thành và tiến hóa của các hệ hành tinh.
