Sử dụng kính viễn vọng không gian mạnh nhất thế giới James Webb, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà thiên văn học Eliza Kempton từ Đại học Maryland (Mỹ) đã xác định thành phần khí quyển của hành tinh TOI-421 b, một kết quả hoàn toàn ngược với những gì họ dự đoán.

TOI-421 b là một tiểu Hải Vương Tinh, tức loại hành tinh khí cùng tính chất với Sao Hải Vương nhưng nhỏ hơn. Chúng khá phổ biến trong các hệ sao khác.

Hành tinh này được phát hiện từ năm 2020, có khối lượng gấp 7 lần Trái Đất và chỉ mất 5,2 ngày để hoàn thành một vòng quay quanh sao mẹ TOI-421. Do vậy, nó thuộc nhóm các tiểu Hải Vương Tinh nóng với nhiệt độ trung bình 727 độ C.

Giờ đây, với James Webb, các nhà khoa học đã hiểu thêm về hành tinh cách chúng ta 224 năm ánh sáng này nhờ nắm bắt thành phần của bầu khí quyển.

"Tại sao chúng tôi quan sát hành tinh này, TOI-421 b? Đó là vì chúng tôi nghĩ rằng có lẽ nó sẽ không có sương mù" - GS Kempton nói với Space.com.

Lập luận này dựa vào một số dữ liệu trước đây từ kính viễn vọng không gian Hubble cho thấy các tiểu Hải Vương Tinh nóng hơn 577 độ C ít bị sương mù hoặc mây che phủ hơn những hành tinh khác.

Thế nhưng 2 lần quan sát mới bằng 2 thiết bị khác nhau của James Webb cho thấy nó không chỉ có sương mù, mà còn là sương mù dày đặc dưới dạng các đám mây đầy hơi nước, cuộn xoáy khắp bầu khí quyển.

Không chỉ vậy, các nhà khoa học còn tìm thấy tín hiệu của carbon monoxide, lưu huỳnh dioxide và một lượng lớn hydro, nhưng lại thiếu vắng methane hoặc carbon dioxide - là những thứ mà họ ngỡ ràng mình sẽ thấy.

Nói cách khác, hành tinh này sở hữu một bầu khí quyển mang những đặc điểm trái ngược với dự đoán, phá vỡ các lý thuyết được chấp nhận rộng rãi về sự hình thành và tiến hóa của tiểu Hải Vương Tinh.

Điều này có thể chỉ ra rằng các tiểu Hải Vương Tinh nóng có thể đã tiến hóa theo những con đường khác biệt so với những cái lạnh hơn cùng loại.

Bầu khí quyển giàu hydro đặc biệt hấp dẫn vì nó phản ánh chặt chẽ thành phần của ngôi sao chủ của TOI-421 b .

"Nếu bạn chỉ lấy cùng một loại khí tạo nên ngôi sao mẹ, đặt nó lên trên bầu khí quyển của một hành tinh và trong nhiệt độ mát hơn nhiều của hành tinh này, bạn sẽ có được sự kết hợp khí tương tự" - GS Kempton cho biết.

Quá trình này giống với các hành tinh trong hệ Mặt Trời hơn là các tiểu Hải Vương Tinh khác mà nhân loại từng biết và rất có thể góp phần giúp các nhà khoa học tìm kiếm đáp án cho câu đố: Vì sao hệ Mặt Trời thiếu tiểu Hải Vương Tinh?