Exoplanet HAT P-11b - có kích thước bằng sao Hải Vương - có bầu không khí mà mây không mây ở độ cao lớn. Đó là cách mà các nhà thiên văn học có thể xác định hơi nước ở đó.
Do không có đám mây nào che khuất tầm nhìn, lần đầu tiên các nhà khoa học có thể quan sát hơi nước trên một hành tinh có kích cỡ sao Hải Vương. Hành tinh càng nhỏ, càng khó quan sát bầu khí quyển của nó và các hành tinh nhỏ khác đã bị mây che khuất. Bầu không khí phía trên của HAT-P-11b xuất hiện gần như không có mây, như thể hiện trong miêu tả của nghệ sĩ này. Hình ảnh qua NASA / JPL / Caltech
Ở đây trên Trái đất, nước = sự sống. Đó là lý do tại sao các nhà thiên văn học rất phấn khích về việc tìm thấy hơi nước trong bầu khí quyển của một hành tinh chỉ lớn hơn Trái đất khoảng bốn lần. Hành tinh này được gọi là HAT P-11b. Đó là một số 124 năm ánh sáng - gần 729 nghìn tỉ dặm - đi, theo hướng chòm sao của chúng tôi Cygnus the Swan. Bây giờ chúng ta biết hơn 1.800 hành tinh quay quanh các ngôi sao khác ngoài mặt trời của chúng ta, nhưng các nhà thiên văn học cho biết đây là hành tinh ngoại nhỏ nhất trong bầu khí quyển mà họ đã có thể xác định được một số thành phần hóa học. Tạp chí Thiên nhiên sẽ công bố phát hiện của họ vào ngày 25 tháng 9 năm 2014.
Các nhà thiên văn học của Đại học Maryland cho biết họ đã sử dụng một ánh sáng Quirk tinh vi xảy ra khi một hành tinh đi qua, hoặc đi qua phía trước, ngôi sao chủ của nó. Họ đã viết trong một thông cáo báo chí:
Vật chất trong hành tinh khí quyển hấp thụ một số ánh sáng của ngôi sao, và điều đó làm cho hành tinh này có vẻ lớn hơn. Bằng cách vẽ các thay đổi trong kích thước exoplanet, và liên quan đến bước sóng của bức xạ điện từ mà kính viễn vọng quan sát được, các nhà thiên văn học có được một biểu đồ cho thấy bức xạ của ngôi sao hành tinh hấp thụ bao nhiêu. Hình dạng của biểu đồ đó, được gọi là phổ truyền, có thể tiết lộ hóa chất nào có trong khí quyển.
Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã tìm thấy hơi nước trong khí quyển của một số ngoại hành tinh lớn hơn, ví dụ, thế giới có kích thước sao Mộc Tau Boötis b và HD 189733b - cách xa 51 và 63 năm ánh sáng. Điều đó bởi vì, những nhà thiên văn học này nói:
Hành tinh càng lớn, càng rõ ràng là những thay đổi về kích thước hành tinh trên hành tinh trong quá trình di chuyển qua ngôi sao chủ của nó.
Nhưng HAT P-11b (được phát hiện bởi Kính viễn vọng tự động do Hungary sản xuất - hay HAT - mạng) chỉ bằng khoảng bốn lần bán kính Trái đất và 26 lần khối lượng Trái đất. Trong số các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta, nó có kích thước gần nhất với sao Hải Vương. Các nhà thiên văn học này đã có thể tìm thấy hơi nước cho một hành tinh nhỏ như vậy thông qua các quan sát với hai kính viễn vọng của NASA - Kính viễn vọng Không gian Hubble, đo ánh sáng nhìn thấy và cận hồng ngoại, và Kính viễn vọng Không gian Spitzer, chỉ ghi lại ánh sáng hồng ngoại - giữa tháng 7 năm 2011 và Tháng 12 năm 2012. Nhóm nghiên cứu đã so sánh những dữ liệu đó với các quan sát về phần bầu trời của HAT-P-11b bằng Kính viễn vọng Không gian Kepler của NASA.
HAT P-11b gần hơn nhiều so với Trái đất hoặc Sao Hải Vương với ngôi sao chủ của nó. Điều đó có nghĩa là nó nóng hơn nhiều, khoảng 878 kelvins, hoặc 1.120 độ F. Các nhà thiên văn học cho biết thế giới xa xôi này có lẽ có lõi đá, được bọc trong một lớp vỏ dày, khí chứa khoảng 90% hydro. Họ nói bầu không khí của nó không có mây ở độ cao lớn.
Bầu khí quyển phía trên không có mây của HAT P-11b là điều giúp các nhà thiên văn học tìm thấy bằng chứng về hơi nước ở đây. Một phát hiện tương tự trên các hành tinh nhỏ khác đã bị che khuất bởi những đám mây.
Có một số lý do khiến các nhà thiên văn học rất phấn khích về khám phá này. Trên thế giới của chúng ta, nước là tiền đề cho sự sống, mặc dù sự hiện diện của hơi nước - hay thậm chí là nước mặt - trên một thế giới xa lạ không nhất thiết có nghĩa là sự sống tồn tại ở đó.
Các nhà thiên văn học là những người tò mò, và họ cũng muốn biết hệ mặt trời của chúng ta - và các hệ mặt trời xa xôi - hình thành như thế nào. Ý tưởng của chúng tôi về sự hình thành của các hệ mặt trời chủ yếu đến từ việc quan sát mặt trời và các hành tinh của chúng ta. Họ nói rằng việc tìm thấy hơi nước trên một thế giới xa xôi như HAT P-11b là:
Một phần quan trọng của câu đố, phù hợp với các nhà thiên văn học, ý tưởng chính về sự hình thành các hành tinh.