55 Cancri e: Hành tinh kim cương?

55 Cancri e là một siêu Trái đất – có kích thước gấp đôi hành tinh của chúng ta – phóng xung quanh ngôi sao của nó trong 18 ngày. Nó có nhiệt độ bề mặt gần 4.900 độ F (2.700 độ C). Trong một thời gian nó được mệnh danh là “hành tinh kim cương” vì các nhà khoa học cho rằng nó được cấu tạo bởi kim cương và than chì. Mặc dù lý thuyết đó không còn phổ biến ngày nay, hành tinh này vẫn là một đối tượng nghiên cứu thú vị do mật độ cao và vị trí rất gần với ngôi sao mẹ của nó. Một số nghiên cứu tiếp theo đã mang lại nhiều hiểu biết hơn về bề mặt siêu nóng, cũng như bầu khí quyển của nó.

Khám phá và quan sát ban đầu

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hành tinh này vào năm 2004 sau khi nhìn vào quang phổ của ngôi sao mẹ của nó, 55 Cancri A, một trong hai ngôi sao trong hệ đôi cách Trái đất khoảng 40 năm ánh sáng trong chòm sao Cự Giải. Có ít nhất bốn hành tinh khác trong cùng một hệ thống, hầu hết được phát hiện trước năm 55 Cancri e. Nhóm nghiên cứu (do Đại học Texas tại Austin’s Barbara McArthur dẫn đầu) đã phát hiện ra những lực kéo tinh vi trên ngôi sao mẹ có thể được giải thích là do sự hiện diện của một hành tinh khác. Trong khi sự tồn tại của hành tinh này đã bị thách thức bởi một nhóm nghiên cứu thứ hai vào năm 2005, một nhóm riêng biệt vào năm 2006 đã xác nhận điều đó. 

Các nhà thiên văn học ban đầu nghĩ rằng 55 Cancri e (viết tắt là 55 Cnc e) có chu kỳ quỹ đạo là 2,8 ngày, nhưng các phép đo vào năm 2011 cho thấy hành tinh này gần với ngôi sao mẹ hơn nhiều. Các quan sát với kính viễn vọng không gian MOST (Độ vi biến & Dao động của các sao) của Canada đã chứng minh chu kỳ quỹ đạo dưới 18 giờ. Các nhà nghiên cứu ước tính nhiệt độ bề mặt của 55 Cancri e có thể cao tới 4.892 độ F (2.700 độ C). 

Các quan sát tiếp theo với Kính viễn vọng Không gian Spitzer vào năm 2012 cho thấy 55 Cancri e kỳ lạ hơn nhiều so với dự đoán. Trong khi các ước tính ban đầu cho biết hành tinh này dày đặc và nhiều đá, Spitzer cho rằng hành tinh này bao gồm một tỷ lệ hợp chất và nguyên tố nhẹ (chẳng hạn như nước). Tuy nhiên, nhiệt độ bề mặt cao của hành tinh góp phần vào trạng thái chất lỏng “siêu tới hạn” , các nhà nghiên cứu cho biết, có nghĩa là các chất khí ở trạng thái giống như chất lỏng. 

‘Hành tinh kim cương’ và mất đi sự lấp lánh

Một mô hình bên trong hành tinh vào năm 2012 cho thấy rằng 55 Cancri e được tạo thành từ cacbon (chủ yếu là kim cương và than chì), cũng như sắt, cacbua silic và các silicat có thể có. Trưởng nhóm nghiên cứu Nikku Madhusudhan, thuộc Đại học Yale, nói rằng mô hình của họ khác với những người trước vì không giống như các nhóm trước đó, họ không đưa ra giả thiết về thành phần hóa học của Trái đất. 

Tuy nhiên, ý tưởng này đã bị thách thức vào năm 2013 bởi sinh viên tốt nghiệp ngành thiên văn học Johanna Teske của Đại học Arizona. Trong một tuyên bố vào thời điểm đó, bà cho biết ngôi sao mẹ của 55 Cancri e vừa mát hơn mặt trời vừa có nhiều kim loại hơn. Bà cũng cho biết nghiên cứu năm 2012 đã không phân tích đúng vạch oxy đơn lẻ trong quang phổ của ngôi sao, dẫn đến các sai sót có thể xảy ra. Thay vào đó, nghiên cứu của cô đã phát hiện ra rằng ngôi sao chủ của 55 Cancri e có lượng oxy nhiều hơn 25% so với carbon.

“Về lý thuyết, 55 Cancri e vẫn có thể có tỷ lệ carbon trên oxy cao và là một hành tinh kim cương, nhưng ngôi sao chủ không có tỷ lệ cao như vậy”, Teske cho biết trong tuyên bố. “Vì vậy, xét về hai khối thông tin được sử dụng cho đề xuất ‘hành tinh kim cương’ ban đầu – các phép đo của ngoại hành tinh và các phép đo của ngôi sao – các phép đo của ngôi sao không còn xác minh điều đó nữa.” 

Tuy nhiên, các nghiên cứu đang thực hiện về hành tinh đang cố gắng tìm hiểu thêm về bản chất kỳ lạ của nó. Các nhà nghiên cứu đã quan sát hành tinh này bằng cách sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble và Kính viễn vọng Không gian Spitzer, với các kết quả được công bố từ năm 2013 đến năm 2016. Một số giả thuyết được đưa ra về bề mặt của nó bao gồm núi lửa hoặc dung nham chảy , giúp giải thích sự thay đổi nhiệt độ rộng giữa ngày và đêm. Trong khi đó, phân tích bầu khí quyển của nó cho thấy vỏ hành tinh chủ yếu được tạo thành từ hydro và heli – giống khí khổng lồ hơn Trái đất.

Nguồn tham khảo: space.com