Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) để nghiên cứu bầu khí quyển của sao lùn nâu WISE J045853.90+643451.9. Kết quả nghiên cứu đã tìm thấy sự hiện diện của hai chất quan trọng là hydro xyanua và axetilen trong bầu khí quyển của sao lùn này. Đây là lần đầu tiên hợp chất này được xác định trong bầu khí quyển của Sao Nâu Nâu. Phát hiện này đã được công bố vào ngày 19 tháng 2 trên bản máy chủ trước arXiv , đánh dấu một bước tiến trình quan trọng trong nghiên cứu không gian và sự hiểu biết của họ về các sao lùn và khí quyển của họ.

Sao lùn nâu là vật thể nằm trung gian giữa các hành tinh và các ngôi sao, có khối lượng từ khoảng 13 đến 80 khối lượng Sao Mộc, không đủ lớn để duy trì phản ứng tổng hợp hạt nhân của hydro thành heli như các ngôi sao thông thường. Thay vào đó, họ phát ra bức xạ chủ yếu do nhiệt lượng còn lưu lại từ quá trình hình thành.

Sao lùn T là một trong các phân lớp của Sao lùn nâu, có nhiệt độ hiệu dụng từ 500 đến 1.500 K. Đây là những vật thể cực kỳ lạnh và mờ nhạt, với phổ hồng ngoại đặc biệt bởi sự hấp thụ mạnh của metan (CH₄) và hơi nước nước (H₂O). Chính đặc điểm này giúp các nhà văn thiên phân biệt với các sao lùn nâu khác, có giới hạn như sao lùn L (ấm hơn, nhiệt độ từ 1.500 đến 2.500 K).

Chỉ cách 30,1 năm ánh sáng, WISE J045853.90+643451.9 (hay WISE-0458) là một sao đôi bao gồm hai sao lùn T có loại quang phổ T8.5 và T9, với nhiệt độ sử dụng lần lượt là 600 và 500 K. Cặp sao này có bán trục chính 5,0 AU.

WISE J045853.90+643451.9 (hay WISE-0458) là một hệ sao đôi cách Trái Đất khoảng 30,1 năm ánh sáng. Hệ thống này bao gồm hai sao lùn T với loại quang phổ lần như T8.5 và T9. Sao lùn T là những ngôi sao có khối lượng thấp, nhiệt độ bề mặt tương đối lạnh so với các sao khác. Trong trường hợp WISE-0458, hiệu suất nhiệt độ của hai thành phần là khoảng 600 K và 500 K. Khoảng cách giữa hai sao trong hệ thống này được xác định qua bán trục chính, vào khoảng 5,0 AU.

Hai sao lùn T trong hệ WISE-0458 có các loại quang phổ và nhiệt độ tương tự nhau, cho thấy chúng có thể có thành phần và cấu trúc khí cụ gần như gốc gốc nhau. Nhóm các nhà thiên văn học do Elisabeth C. Matthews từ Viện Thiên văn học Max Planck ở Heidelberg, Đức đã dẫn đầu đã thực hiện nghiên cứu chi tiết về thành phần và cấu trúc khí quyển của WISE-0458. Để thu thập dữ liệu, họ đã sử dụng Máy quang phổ phân giải trung bình (MRS) của Thiết bị hồng ngoại trung bình (MIRI) trên kính viễn vọng không gian James Webb (JWST). Nhóm các nhà nghiên cứu cho biết, vào ngày 21 tháng 11 năm 2022, họ đã đạt được kết quả thiên nhiên WISE-0458 bằng thiết bị JWST/MIRI và MRS. Thu thập dữ liệu được thu thập từ khảo sát này giống như một phần của Chương trình MIRI GTO của Châu Âu.

Dữ liệu từ khảo sát được tìm thấy, bầu khí quyển của WISE-0458 không có đám mây và chứa nhiều phân tử quan trọng. Các phân tích cho thấy sự hiện diện của mêtan, carbon dioxide, carbon monoxide, nước và amoniac—những chất hợp hợp thường thấy trong các bầu khí quyển có nhiệt độ thấp. Điều này phù hợp với kỳ vọng về thành phần học hóa của các thiên thể trong vũ trụ. Hơn nữa, các cuộc khảo sát đã phát hiện ra hydro xyanua và axetilen trong bầu khí quyển của WISE-0458. Sự việc hiện tại của hydro xyanua (HCN) và axetilen (C₂H₂) cho thấy sự mất cân bằng hóa học, một dấu hiệu quan trọng về quá trình hóa học đang diễn ra trong những điều kiện khắc nghiệt của vật chất này.

Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng mỗi sao lùn nâu của thiên thần WISE-0458 có thể bán kính khoảng 0,81 bán kính Sao Mộc, tổng khối lượng của cặp sao này khoảng gần 132 khối lượng Sao Mộc. Khoảng cách đến sao đôi là 30,12 năm ánh sáng. Các tác giả nghiên cứu kết luận rằng những phát hiện của họ chứng minh sức mạnh của MRS trong công việc mô tả các sao lùn nâu lạnh. Họ nói thêm rằng các nghiên cứu trong tương lai nên điều tra hydro xyanua và axetilen chi tiết hơn và xác định xem các chất này có hiện diện trong các sao lùn nâu lạnh khác có nhiệt độ tương tự như WISE-0458 hay không.

Đây là lần đầu tiên các nhà văn học quan sát cả hai phân tử này trong bầu khí quyển của một sao lùn nâu, mở ra hướng nghiên cứu mới về cách các hợp chất hữu cơ cơ đơn giản có thể hình thành và phát triển trong môi trường giàu hydro và nhiệt độ cao. Việc phát hiện các dấu hiệu cụ thể hóa học này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về Sao Nâu mà còn có thể cung cấp thông tin về sự thành công và tiến trình hóa của các công cụ hành động trong hệ Mặt trời và bên ngoài các trụ vũ trụ.

Nguồn: NASATI