Các nhà thiên văn học mới phát hiện những đám mây băng nước bất ngờ trên hành tinh khí khổng lồ Epsilon Indi Ab nhờ quan sát của kính viễn vọng không gian James Webb (JWST).

Hành tinh khổng lồ ngoài Hệ Mặt trời Epsilon Indi Ab, quay quanh ngôi sao Epsilon Indi A thuộc chòm sao Ấn Đệ (Indus) ở bầu trời phía Nam. Epsilon Indi A là một ngôi sao loại K5V nằm cách Trái đất khoảng 12 năm ánh sáng. Còn được biết đến với tên gọi HD 209100 hoặc HIP 108870, ngôi sao này có tuổi đời từ 3,7 - 5,7 tỷ năm.

Theo các nhà nghiên cứu, Epsilon Indi A có khối lượng và nhiệt độ thấp hơn Mặt trời một chút và được quay quanh bởi một hành tinh khí khổng lồ ngoài Hệ Mặt trời có khối lượng gấp nhiều lần sao Mộc.

Trong khi đó, Epsilon Indi Ab nằm cách ngôi sao chủ khoảng 4 lần khoảng cách từ sao Mộc đến Mặt trời. Do ngôi sao chủ nhỏ và nguội hơn Mặt trời, nhiệt độ bề mặt hành tinh được ước tính trong khoảng -70 độ C đến 20 độ C. Dù vậy, hành tinh vẫn ấm hơn sao Mộc nhờ lượng nhiệt còn sót lại từ quá trình hình thành hàng tỷ năm trước.

Theo dự đoán của các chuyên gia, trong hàng tỷ năm tới, Epsilon Indi Ab sẽ dần nguội đi, cuối cùng trở nên lạnh hơn cả sao Mộc.

Bhavesh Rajpoot, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Viện Thiên văn học Max Planck cho biết Epsilon Indi Ab có khối lượng lớn hơn đáng kể so với sao Mộc. Nghiên cứu mới xác định khối lượng của nó gấp 7,6 lần sao Mộc nhưng kích thước lại tương đương hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời.

Việc quan sát các hành tinh khí khổng lồ có nhiệt độ thấp như Epsilon Indi Ab vốn rất khó khăn. Lý do là phần lớn ngoại hành tinh từng được phát hiện đều có quỹ đạo rất gần sao chủ và có nhiệt độ cao. Để vượt qua hạn chế này, nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị hồng ngoại trung MIRI trên JWST kết hợp coronagraph nhằm che ánh sáng từ ngôi sao chủ, từ đó thu được tín hiệu trực tiếp từ Epsilon Indi Ab.

Dữ liệu thu được giúp các nhà nghiên cứu có phát hiện bất ngờ rằng, Epsilon Indi Ab có lượng amoniac trong khí quyển thấp hơn dự đoán. Họ suy đoán nguyên nhân có thể đến từ sự tồn tại của những đám mây băng nước dày và không đồng đều, che khuất dấu hiệu của amoniac bên dưới. Những đám mây này được cho là có cấu trúc tương tự mây ti ở tầng cao khí quyển Trái đất.

Bà Elisabeth Matthews (MPIA), tác giả chính của nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal Letters cho hay kính viễn vọng James Webb đang mở ra khả năng quan sát chi tiết các hành tinh tương tự Hệ Mặt trời. Tuy nhiên, để nghiên cứu những hành tinh giống Trái đất ở mức độ sâu hơn, cần các thế hệ kính viễn vọng tiên tiến hơn trong tương lai.