Các nhà thiên văn học vừa phát hiện một hiện tượng chưa từng được ghi nhận: ngoại hành tinh siêu nóng WASP-121b đang liên tục mất khí quyển, tạo thành hai “đuôi” heli khổng lồ kéo dài trong không gian. Phát hiện đột phá này được thực hiện nhờ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) và công bố trên tạp chí Nature Communications.

WASP-121b thuộc nhóm “Sao Mộc siêu nóng”, là hành tinh khí khổng lồ quay cực gần sao chủ, chỉ mất khoảng 30 giờ để hoàn thành một vòng quỹ đạo. Khoảng cách ngắn này khiến hành tinh phải hứng chịu bức xạ khắc nghiệt, làm nhiệt độ khí quyển tăng lên hàng nghìn độ C. Dưới tác động đó, các nguyên tố nhẹ như hydro và heli có thể thoát khỏi lực hấp dẫn và bị thổi vào không gian.

Khác với các nghiên cứu trước đây vốn chỉ quan sát hiện tượng thoát khí trong thời gian ngắn khi hành tinh quá cảnh trước sao chủ, nhóm nghiên cứu từ Đại học Geneva, PlanetS và Đại học Montreal đã theo dõi WASP-121b liên tục gần 37 giờ bằng thiết bị NIRISS trên JWST, bao trùm hơn một vòng quỹ đạo hoàn chỉnh. Đây là chuỗi quan sát dài nhất từng có đối với heli trong khí quyển ngoại hành tinh.

Kết quả cho thấy khí heli không chỉ bao quanh hành tinh mà còn kéo dài hơn một nửa quỹ đạo, đồng thời tách thành hai đuôi riêng biệt. Một đuôi bị đẩy về phía sau bởi bức xạ và gió sao, trong khi đuôi còn lại cong về phía trước do tác động hấp dẫn của sao chủ. Tổng chiều dài hai đuôi vượt quá 100 lần đường kính hành tinh, lớn hơn ba lần khoảng cách giữa hành tinh và ngôi sao.

Phát hiện này đặt ra thách thức lớn cho các mô hình khí quyển hiện nay, vốn chỉ mô phỏng các đuôi khí đơn giản. Các nhà khoa học cho rằng cần những mô hình ba chiều phức tạp hơn để giải thích sự tương tác đồng thời giữa lực hấp dẫn, bức xạ và gió sao.

Theo nhóm nghiên cứu, heli đang trở thành “dấu vết vàng” để tìm hiểu quá trình thất thoát khí quyển và sự tiến hóa lâu dài của ngoại hành tinh. Những quan sát trong tương lai với James Webb sẽ giúp xác định liệu cấu trúc hai đuôi như ở WASP-121b là hiện tượng hiếm hay phổ biến trong vũ trụ.