Lần đầu phát hiện dấu hiệu từ trường trên các hành tinh ngoài hệ mặt trời

VHO - Các nhà thiên văn học đã tìm thấy bằng chứng thuyết phục nhất từ trước đến nay cho thấy nhiều hành tinh ngoài hệ mặt trời cũng sở hữu từ trường, tương tự Trái Đất và 5 hành tinh khác trong hệ mặt trời.

Nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc phân tích hành vi của gió trong khí quyển của 7 hành tinh khí khổng lồ có nhiệt độ cực cao nằm ngoài hệ mặt trời. Dữ liệu được thu thập từ các kính viễn vọng đặt tại Chile và Hawaii (Mỹ).

Kết quả cho thấy các hành tinh này có chung một đặc điểm với phần lớn các hành tinh trong hệ mặt trời, đó là sự hiện diện của từ trường. Trong hệ mặt trời hiện nay, 6 trong số 8 hành tinh tạo ra từ trường toàn cầu, bao gồm Trái Đất, Sao Mộc, Sao Thủy, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.

Từ trường là lực vô hình được tạo ra bởi sự chuyển động của vật chất dẫn điện bên trong hành tinh, thường là lõi kim loại nóng chảy kết hợp với quá trình tự quay.

Mặc dù không hành tinh nào trong nghiên cứu được xem là ứng cử viên cho sự sống, các nhà khoa học cho rằng phát hiện này vẫn có ý nghĩa quan trọng. Đối với những hành tinh đá như Trái Đất, từ trường có thể là một trong những yếu tố góp phần duy trì môi trường có khả năng hỗ trợ sự sống.

7 hành tinh được nghiên cứu đều thuộc nhóm "Sao Mộc nóng" - những hành tinh có kích thước và thành phần tương tự Sao Mộc nhưng quay rất gần ngôi sao chủ nên có nhiệt độ cực cao.

Chúng luôn hướng một mặt về phía ngôi sao, trong khi mặt còn lại chìm trong bóng tối, tương tự cách Mặt Trăng luôn hướng một mặt về Trái Đất.

Các hành tinh này có khối lượng từ tương đương đến hơn ba lần khối lượng Sao Mộc. Do nằm rất gần ngôi sao chủ, nhiệt độ ở mặt được chiếu sáng luôn ở mức cực cao. Tất cả đều ở khoảng cách gần ngôi sao hơn cả khoảng cách từ Sao Thủy đến Mặt Trời.

Sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa hai mặt tạo ra những luồng gió cực mạnh, thổi từ phía nóng sang phía lạnh. Tốc độ gió được ghi nhận có thể đạt tới 25.000 km/giờ, cao hơn cả những cơn gió trên Sao Mộc.

Tuy nhiên, chính các luồng gió này lại giúp các nhà khoa học phát hiện điều bất thường.

Bà Julia Seidel, nhà thiên văn học thuộc Phòng thí nghiệm Lagrange của Đài quan sát Côte d'Azur (Pháp), tác giả chính của nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Astronomy, cho biết theo lý thuyết, hành tinh càng nóng thì gió trong khí quyển càng mạnh do nhận được nhiều năng lượng hơn từ ngôi sao chủ.

Tuy nhiên, kết quả quan sát lại cho thấy điều ngược lại. Những hành tinh nóng nhất lại có các luồng gió yếu hơn dự kiến và khí quyển ít bị xáo trộn hơn.

Theo bà Seidel, điều này cho thấy phần năng lượng khổng lồ mà ngôi sao truyền vào khí quyển phải đang được tiêu tán theo một cơ chế khác. Khả năng hợp lý nhất là sự tồn tại của từ trường, vốn có thể tương tác với các hạt tích điện trong khí quyển và làm chậm chuyển động của chúng.

Các nhà nghiên cứu cho rằng việc phát hiện từ trường trên các hành tinh ngoài hệ mặt trời không phải điều quá bất ngờ, bởi phần lớn các hành tinh trong hệ mặt trời cũng sở hữu đặc điểm này. Tuy nhiên, việc thu thập bằng chứng thuyết phục luôn là thách thức lớn.

"Chúng tôi không chỉ quan sát một hành tinh riêng lẻ mà nghiên cứu cả một nhóm hành tinh và nhận thấy một xu hướng rõ ràng đang xuất hiện", bà Seidel cho biết.

Theo nhóm nghiên cứu, từ trường của 7 hành tinh này yếu hơn từ trường khổng lồ của Sao Mộc nhưng nhìn chung tương đương với từ trường của các hành tinh khác trong hệ mặt trời.

Trong khi đó, Sao Kim và Sao Hỏa hiện không còn từ trường toàn cầu. Riêng Ganymede, mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc, lại sở hữu từ trường riêng.

Các nhà khoa học cho rằng từ trường có vai trò quan trọng trong việc giúp hành tinh duy trì bầu khí quyển trong thời gian dài. Sao Hỏa là một ví dụ điển hình. Hành tinh này từng có từ trường nhưng đã mất đi hàng tỉ năm trước khi phần lõi nguội dần. Kết quả là phần lớn khí quyển bị thất thoát, để lại môi trường khô cằn và khắc nghiệt như ngày nay.

Bà Bibiana Prinoth, nhà thiên văn học tại Đài quan sát Nam Âu (ESO) ở Đức và là đồng tác giả nghiên cứu, cho biết từ trường không trực tiếp quyết định khả năng sinh sống của một hành tinh như nhiều người vẫn nghĩ.

Tuy nhiên, chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa lâu dài của hành tinh. Theo bà, sự sống như con người đang biết đến phụ thuộc vào bầu khí quyển. Bầu khí quyển giúp duy trì áp suất bề mặt, điều hòa nhiệt độ và trên Trái Đất còn tạo điều kiện để nước tồn tại ở dạng lỏng.