Các nhà khoa học đã phát hiện ra bằng chứng mạnh mẽ nhất cho đến nay về tầng bình lưu, một lớp khí quyển ở tầng giữa trong đó nhiệt độ tăng theo độ cao, trên một hành tinh bên ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta, hay ngoại hành tinh.
Tầng bình lưu được tìm thấy xung quanh một ngoại hành tinh nóng của Sao Mộc, WASP-121b, sử dụng dữ liệu do Kính viễn vọng Không gian Hubble thu thập.
Với khối lượng gấp 1,2 lần Sao Mộc và bán kính khoảng 1,9 lần Sao Mộc, Hubble phát hiện ra rằng WASP-121b có nhiệt độ cao trong tầng bình lưu so với tầng khí quyển thấp hơn của nó.
Mark Marley, đồng tác giả nghiên cứu có trụ sở tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA cho biết: “Kết quả này rất thú vị vì nó cho thấy một đặc điểm chung của hầu hết các bầu khí quyển trong hệ mặt trời của chúng ta – tầng bình lưu ấm áp – cũng có thể được tìm thấy trong bầu khí quyển của các hành tinh ngoài hệ mặt trời”.
Báo cáo trên tạp chí Nature, các nhà khoa học cũng có thể xác định rằng ngoại hành tinh có chu kỳ quỹ đạo chỉ 1,3 ngày.
Ngoại hành tinh này ở gần ngôi sao của nó đến mức bầu khí quyển bên ngoài của nó bị đốt nóng tới nhiệt độ 2.500 °C, đủ nóng để đun sôi chì.
“Ngoại hành tinh siêu nóng này sẽ là một chuẩn mực cho các mô hình khí quyển của chúng ta,” Hannah Wakeford, đồng tác giả nghiên cứu, người đã thực hiện nghiên cứu này khi còn ở Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA, cho biết.
Mặc dù nghiên cứu trước đây đã tìm thấy các dấu hiệu có thể có của tầng bình lưu trên các Sao Mộc nóng khác bao gồm WASP-33b, nhưng nghiên cứu mới này đưa ra bằng chứng tốt nhất, khi các nhà nghiên cứu lần đầu tiên tìm thấy dấu hiệu của các phân tử nước nóng.
Để nghiên cứu tầng bình lưu của WASP-121b, các nhà khoa học đã phân tích bước sóng ánh sáng phát ra từ hơi nước trong bầu khí quyển của ngoại hành tinh so với nhiệt độ khí quyển xung quanh.
Có thể xác định nhiệt độ khí quyển của các ngoại hành tinh từ khoảng cách gần với ngôi sao của nó, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng bức xạ hồng ngoại tới Hubble phát sáng ở cùng bước sóng như mong đợi từ hơi nước trong bầu khí quyển bên trong.
Những chữ ký như vậy chỉ có thể xảy ra nếu các phân tử nước ở trên cùng của khí quyển có nhiệt độ cao hơn các phân tử ở tầng khí quyển thấp hơn.
Nếu không, thì bức xạ đi ra ngoài sẽ bị phản xạ, ngăn không cho nó thoát ra ngoài không gian và được quan sát.
Tiffany Kataria, đồng tác giả nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA cho biết: “Sự phát xạ ánh sáng từ nước có nghĩa là nhiệt độ đang tăng theo độ cao.