Không có chủ đề nào hấp dẫn cả công chúng và các nhà thiên văn bằng những hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời.
Trông chúng như thế nào? Ở đó có không khí để thở không? Ở đó có sự sống không?
Để trả lời những câu hỏi này đòi hỏi ta phải dò tìm và nghiên cứu bầu khí quyển của các hành tinh xa xôi đó.
Lấy dấu vân tay của ngoại hành tinh
Bầu khí quyển của một ngoại hành tinh có thể tiết lộ cho ta rất nhiều thông tin có giá trị.
Bằng cách xác định thành phần và độ dày của khí quyển,
các nhà thiên văn học có thể biết được nhiều đặc điểm như nhiệt độ của hành tinh,
áp suất không khí, và có thích hợp cho sự sống hay không.
Nhưng nghiên cứu bầu khí quyển của ngoại hành tinh không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.
Các hành tinh không phát ra ánh sáng của riêng mình và chúng rất nhỏ so với ngôi sao chủ.
Cách duy nhất để nghiên cứu bầu khí quyển của chúng là giám sát ánh sáng từ ngôi sao chủ
khi hành tinh đó di chuyển ngang qua ngôi sao chủ- còn được gọi là quá cảnh.
Trong quá trình quá cảnh, một lượng nhỏ ánh sáng của ngôi sao đi qua bầu khí quyển của hành tinh
và tương tác với các nguyên tố hóa học trong đó.
Mỗi nguyên tử và phân tử có mặt trong khí quyển hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng cụ thể,
đồng thời cho phép các bước sóng khác đi qua.
Bằng cách quan sát ánh sáng của một ngôi sao trong lúc quá cảnh
các nhà thiên văn học có thể lấy "dấu vân tay" bầu khí quyển của ngoại hành tinh trong quang phổ của ngôi sao.
Mỗi nguyên tố tạo ra những vạch tối-- vạch hấp thụ-- trong quang phổ.
Vì vậy, những vạch này đóng vai trò như dấu vân tay hóa học tiết lộ cấu tạo của bầu khí quyển.
Các vạch càng đậm, càng có nhiều nguyên tố tương ứng có mặt trong khí quyển.
Nhưng ngay cả những vạch đậm nhất cho thấy mức độ dồi dào của nguyên tố hóa học đó
cũng khó mà phát hiện được:
bởi chỉ có một lượng nhỏ ánh sáng của ngôi sao tác động vào bầu khí quyển của hành tinh.
Hubble là một trong số ít kính thiên văn đủ mạnh để thực hiện các nghiên cứu về bầu khí quyển ngoại hành tinh.
Nó cũng có nhiều thiết bị để thu thập các phổ điện từ khác nhau,
từ ánh sáng cực tím, quang học, đến cả hồng ngoại gần.
Đây điều rất quan trọng để xác định đặc điểm bầu khí quyển của ngoại hành tinh một cách đầy đủ.
Mặc dù Hubble có những khả năng đó,
nhưng việc phân tích bầu khí quyển của ngoại hành tinh
lại đẩy sức mạnh của Hubble đến chính giới hạn của mình.
Kính thiên văn chỉ có thể phát hiện các vạch đậm nhất từ ​​khí quyển của một hành tinh trong quang phổ nhất định.
Nó chì đủ để cho ta biết thông tin về thành phần của bầu khí quyển và sự hiện diện của hành tinh,
mà lại không tiết lộ một cách chi tiết rõ ràng được.
Trong khi Hubble tiếp tục công việc nghiên cứu của mình
và sẽ giúp ta biết thêm vầ bầu khí quyển của ngoại hành tinh,
các nhà thiên văn học lại cần nhiều thiết bị nhạy hơn và lớn hơn
để phát hiện các dấu hiệu yếu hơn trong quang phổ khí quyển:
và sắp tới Kính thiên văn Không Gian James Webb của NASA/ESA/CSA sẽ cho ta biết được một cách chính xác
Hubblecast được sản xuất bởi ESA/Hubble tại Tổ chức Nghiên cứu Thiên văn châu Âu tại Nam Bán cầu (Đức).
Transcribed by ESO; Translated by — Thanh Sang Mai