Bất ngờ lớn từ 'Hành tinh Hồng': Mây muối trong khí quyển GJ 504b

Trong hơn một thập kỷ, GJ 504b đã làm say đắm các nhà thiên văn học với màu hồng đậm đặc trưng, được ví như 'Hành tinh Hồng'. Được phát hiện vào năm 2013, đây là một trong những ngoại hành tinh lạnh nhất từng được chụp ảnh trực tiếp, nhưng ánh sáng mờ nhạt của nó khiến việc nghiên cứu chi tiết từ Trái Đất là bất khả thi. Giờ đây, Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã có thể quan sát sâu vào bầu khí quyển của nó, tiết lộ một thế giới kỳ lạ hơn nhiều so với tưởng tượng: nơi những đám mây được tạo ra từ muối.

Một bầu khí quyển phong phú và kỳ lạ

Sử dụng các thiết bị NIRSpec và MIRI, JWST đã ghi lại phổ ánh sáng hồng ngoại trực tiếp từ cận đến trung bình đầu tiên của GJ 504b . Dữ liệu cho thấy một bộ phân tử phong phú đến bất ngờ, bao gồm hơi nước (H₂O), carbon monoxide (CO), methane (CH₄), carbon dioxide (CO₂), ammonia (NH₃) và hydro sulfide (H₂S) . Các biến thể đồng vị như ¹³CO và C¹⁸O cũng được phát hiện .

Một trong những phát hiện quan trọng nhất là sự hiện diện của ammonia (NH₃). Một nghiên cứu của Mâlin và cộng sự (2025) đã báo cáo việc phát hiện rõ ràng lần đầu tiên ammonia trong bầu khí quyển của một vật thể có khối lượng hành tinh, với độ tin cậy 12,5σ nhờ phép đo quang coronagraph sử dụng thiết bị MIRI của JWST . Phép đo ammonia chính xác này mở ra một cánh cửa mới để hiểu về hóa học nitơ trên các hành tinh lạnh giá - một dấu vết quan trọng về điều kiện hình thành của chúng .

Hệ sao chủ GJ 504 ước tính khoảng 160–250 triệu năm tuổi, khiến GJ 504b trở thành một thế giới tương đối trẻ .

Bất ngờ 'mặn mòi' trên bầu trời GJ 504b

Điều bất ngờ lớn nhất từ dữ liệu của JWST là việc phát hiện ra mây muối trong bầu khí quyển của GJ 504b. Thay vì những đám mây silicat thường thấy trên các ngoại hành tinh nóng hơn, các đám mây ở đây được cấu tạo từ sulfide và muối kim loại như kali clorua (KCl) và kẽm sulfide (ZnS) .

Đây là lần đầu tiên những loại mây kỳ lạ như vậy được xác nhận trên một vật thể có khối lượng hành tinh được chụp ảnh trực tiếp. Các muối này hình thành các lớp sương mù ở nhiệt độ mát mẻ của thế giới này (~550 K), xác nhận các mô hình lý thuyết đã dự đoán rằng bầu khí quyển kiểu Sao Mộc ở nhiệt độ này sẽ tạo thành các đám mây ngưng tụ từ muối kiềm, chứ không phải bụi silicat .

Phát hiện này, được công bố vào tháng 6 năm 2026 bởi các nhà thiên văn học do Đại học Northwestern dẫn đầu, cung cấp một số bằng chứng trực tiếp đầu tiên về các đám mây muối trong bầu khí quyển của các vật thể lạnh giá .

Một thế giới nặng hơn trên ranh giới 'hành tinh - sao lùn nâu'

Dữ liệu JWST cũng điều chỉnh khối lượng của GJ 504b tăng lên đáng kể. Ban đầu ước tính khoảng 4 khối lượng Sao Mộc, vật thể này hiện được cho là có khối lượng ~20–28 khối lượng Sao Mộc, với ước tính tốt nhất khoảng 25 M_J .

Khối lượng mới này đặt nó gần ranh giới hợp hạch deuterium, làm mờ ranh giới giữa hành tinh và sao lùn nâu (một 'ngôi sao thất bại'). Do đó, các nhà thiên văn thường gọi nó là 'vật thể đồng hành có khối lượng hành tinh' hơn là một hành tinh . Khối lượng lớn khiến GJ 504b trở thành một đối tượng thử nghiệm quan trọng để hiểu ranh giới giữa hành tinh và sao lùn nâu nằm ở đâu, cũng như cách các vật thể gần giới hạn đó hình thành và nguội đi .

Một chuẩn mực mới cho các ngoại hành tinh lạnh giá

Trước JWST, sự hiểu biết của chúng ta về các ngoại hành tinh được chụp ảnh trực tiếp chủ yếu giới hạn ở các Sao Mộc trẻ nóng, với nhiệt độ từ 800 đến 1800 K. Với nhiệt độ khí quyển khoảng 550 K, GJ 504b là ngoại hành tinh lạnh nhất từng được chụp ảnh trực tiếp mà chúng ta thu thập được quang phổ, cung cấp một cầu nối độc đáo giữa những thế giới nóng này và Sao Mộc lạnh giá của chúng ta (~130 K) .

Việc phát hiện các đám mây muối và một hóa học phức tạp bao gồm ammonia đã biến GJ 504b từ một chấm hồng mờ nhạt thành một chuẩn mực được mô tả rõ ràng. Những quan sát này cho phép các nhà khoa học xác nhận các mô hình về vật lý đám mây, hóa học nitơ và sự tiến hóa của bầu khí quyển các hành tinh khí khổng lồ ở nhiệt độ thấp hơn, biến nó thành một điểm neo mới cho việc tìm hiểu các hành tinh lạnh giá được chụp ảnh trực tiếp .