Hình minh họa một sao lùn nâu không có sao đồng hành, tương tự WISE 0855 - Ảnh: NASA/JPL-CALTECH
Nhóm nghiên cứu sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) để quan sát WISE 0855, một sao lùn nâu cách Trái đất khoảng 7,5 năm ánh sáng, mỗi 15 phút một lần trong 11 giờ.
Trong thời gian quan sát, kính viễn vọng đã ghi nhận những biến đổi trong độ dày của các đám mây ở tầng khí quyển cao cùng các chu trình đối lưu ở những lớp sâu hơn.
"Đây là lần đầu tiên chúng tôi xác nhận được các đám mây nước đang mỏng đi và dày lên trên một thiên thể ở gần", trang IFLScience ngày 13-10 dẫn lời tiến sĩ Brittany Miles thuộc Đài quan sát Steward của Đại học Arizona (Mỹ).
Trước đây, các nhà khoa học đã phát hiện dấu hiệu phân tử nước trong khí quyển của một số ngoại hành tinh nhưng việc xác nhận nước hình thành mây và theo dõi sự biến đổi của chúng vẫn là thách thức lớn.
Những quan sát trước đó chưa thể phân biệt rõ tác động của mây, thành phần hóa học và nhiệt độ.
WISE 0855 là sao lùn nâu có khối lượng ước tính gấp 3 - 10 lần sao Mộc. Sao lùn nâu thường được gọi là những "ngôi sao thất bại" vì không đủ khối lượng để duy trì phản ứng nhiệt hạch hydro như các ngôi sao thông thường.
WISE 0855 có nhiệt độ khoảng -8 độ C và không quay quanh một ngôi sao nào.
JWST không thể chụp trực tiếp hình dạng từng đám mây trên WISE 0855. Thay vào đó, kính viễn vọng này phân tích cách các đám mây làm thay đổi bức xạ phát ra từ những lớp khí quyển sâu bên dưới.
Các dữ liệu cho thấy cần có cả sự biến đổi của mây và các chu trình đối lưu để giải thích những thay đổi quan sát được.
Đối lưu đưa các chất khí như carbon monoxide và phosphine từ tầng sâu lên cao, trước khi chúng nguội đi và chìm xuống.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy những quá trình này có điểm tương đồng với các kiểu thời tiết trên sao Mộc, dù điều kiện nhiệt độ và thành phần khí quyển giữa hai thiên thể khác nhau.
Các nhà khoa học cũng ghi nhận chu kỳ quan sát kéo dài khoảng 9,33 giờ nhưng chưa thể xác định chắc chắn đây có phải chu kỳ tự quay của sao lùn nâu WISE 0855 hay không.
Theo nhóm nghiên cứu, phát hiện cho thấy sao lùn nâu, dù không phải hành tinh thực thụ, vẫn có thể biểu hiện những hiện tượng khí quyển tương tự các hành tinh.
Việc nghiên cứu chúng giúp giới khoa học hiểu rõ hơn cách mây và sự đối lưu vận hành trong những môi trường khác nhau ngoài Hệ Mặt trời.
Nghiên cứu đăng trên tạp chí The Astrophysical Journal.
Phát hiện ngoại hành tinh đầu tiên quay ngược quanh sao lùn nhỏCác nhà thiên văn học lần đầu phát hiện một ngoại hành tinh có kích thước tương đương sao Hải Vương quay quanh ngôi sao chủ theo hướng ngược lại, với quỹ đạo nghiêng tới 136 độ.