Kính viễn vọng James Webb lần đầu chụp ảnh trực tiếp ngoại hành tinh nhẹ nhất vũ trụ

Hình ảnh đĩa bụi bao quanh ngôi sao TWA 7 được ghi lại bằng thiết bị SPHERE được tích hợp trên Kính viễn vọng rất lớn (VLT). Hình ảnh chụp bằng thiết bị MIRI của kính viễn vọng James Webb.Ảnh: JWST/ESO/Lagrange

Theo trang The Guardian (Anh), hành tinh mới được phát hiện có tên TWA 7b, quay quanh một ngôi sao cách Trái Đất khoảng 110 năm ánh sáng, thuộc chòm sao Hydra.

Qua ống kính của kính viễn vọng không gian James Webb, các nhà khoa học đã quan sát thấy TWA 7b khi nó di chuyển xuyên qua một đĩa bụi phát sáng cùng các mảnh vụn đá – những đặc điểm điển hình của một hệ hành tinh còn non trẻ, đang trong giai đoạn hình thành.

TWA 7b được xác định là một hành tinh khí khổng lồ có khối lượng tương đương Sao Thổ, nhỏ hơn tới 10 lần so với bất kỳ ngoại hành tinh nào từng được chụp ảnh trực tiếp trước đây. Phát hiện này đánh dấu một bước tiến vượt bậc trong khả năng quan sát những hành tinh có khối lượng thấp và mờ nhạt ở khoảng cách xa xôi.

Tiến sĩ Anne-Marie Lagrange, nhà vật lý thiên văn thuộc Đài quan sát Paris và là trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Ở đây chúng ta đang quan sát một hệ thống khoảng 6 triệu năm tuổi. Vì vậy, chúng ta thực sự đang chứng kiến tuổi trẻ của hệ hành tinh này”.

Kể từ khi ngoại hành tinh đầu tiên được xác nhận vào năm 1992, giới khoa học đã phát hiện gần 6.000 ngoại hành tinh, tuy nhiên đa số được phát hiện bằng các phương pháp gián tiếp, phổ biến nhất là quan sát sự thay đổi ánh sáng khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao chủ (phương pháp quá cảnh).

Việc chụp ảnh trực tiếp ngoại hành tinh từ Trái Đất là một thách thức lớn, bởi ánh sáng yếu ớt của hành tinh thường bị lấn át bởi ánh sáng rực rỡ của ngôi sao chủ và khoảng cách giữa chúng là cực kỳ nhỏ khi nhìn từ Trái Đất.

Để vượt qua rào cản này, nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Lagrange dẫn đầu đã phát triển một thiết bị phụ trợ cho kính viễn vọng không gian James Webb, mô phỏng hiện tượng “nhật thực nhân tạo”, cho phép che khuất ánh sáng từ ngôi sao chủ. Nhờ đó, các vật thể xung quanh, vốn trước đây bị che khuất, có thể được quan sát rõ nét hơn.

Thiết bị đặc biệt này đã giúp kính viễn vọng James Webb có thể quan sát ngôi sao TWA 7 từ góc cực, tức là nhìn xuống đĩa hành tinh từ phía trên, một góc nhìn lý tưởng để phát hiện các cấu trúc bụi và các vật thể quay quanh ngôi sao.

Hình ảnh thu được cho thấy có ba vòng bụi đồng tâm, cùng các mảnh vụn vật chất đang quay quanh ngôi sao. Trước đây, các cấu trúc này được cho là dấu hiệu gián tiếp của các hành tinh “chăn dắt” vô hình, tạo ra các khoảng trống và viền rõ nét trong đĩa bụi.

Tuy nhiên, trong quan sát lần này, các nhà khoa học không chỉ xác nhận được giả thuyết đó mà còn lần đầu tiên quan sát được trực tiếp chính hành tinh gây ra hiện tượng này – TWA 7b hiện lên rõ ràng như một điểm sáng nằm trong một vành bụi hẹp.

Hành tinh khí khổng lồ này quay quanh ngôi sao ở khoảng cách lên đến 50 đơn vị thiên văn (tức gấp 50 lần khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời), với chu kỳ quỹ đạo kéo dài vài trăm năm.

Phát hiện đột phá này vừa được công bố trên Tạp chí khoa học Nature, góp phần củng cố vai trò của kính viễn vọng James Webb trong việc mở rộng giới hạn quan sát vũ trụ sơ khai và làm sáng tỏ các giai đoạn đầu của quá trình hình thành hành tinh.

Vân Khánh/Báo Tin tức