Những vật thể bí ẩn này có thể viết lại định nghĩa về ranh giới giữa hành tinh khí khổng lồ và ngôi sao thất bại.

Một phát hiện đột phá từ kính viễn vọng James Webb (JWST) đã làm rung chuyển giới thiên văn: 9 sao lùn nâu (brown dwarf) mới được tìm thấy trong cụm sao IC 348 thuộc Đám mây Phân tử Perseus, cách Trái Đất 1.000 năm ánh sáng. Đáng chú ý, hai trong số đó là những “sao thất bại” nhẹ nhất từng biết – chỉ nặng gấp đôi sao Mộc (0,002 lần khối lượng Mặt Trời).

Sao hay hành tinh? Ranh giới mờ nhòa

Sao lùn nâu thường được mệnh danh là “ngôi sao thất bại” vì chúng hình thành như sao nhưng không đủ khối lượng để duy trì phản ứng nhiệt hạch (đốt cháy hydro). Hiện tại, giới khoa học xác định chúng có khối lượng từ 13–80 lần sao Mộc. Tuy nhiên, phát hiện mới đẩy giới hạn dưới xuống mức chưa từng thấy.

“Chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng về đĩa khí bụi quanh một sao lùn nâu – dấu hiệu cho thấy nó có thể ‘sinh’ ra hành tinh riêng” – tiến sĩ Kevin Luhman (Đại học Pennsylvania), trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. Điều này đặt ra câu hỏi: Liệu một hệ hành tinh có thể tồn tại với “mặt trời” trung tâm chỉ nặng gấp đôi sao Mộc?

Bí ẩn hydrocarbon lạ: Manh mối mới về khí quyển ngoại hành tinh

JWST còn phát hiện tín hiệu của một hydrocarbon chưa xác định (hợp chất chỉ chứa hydro và carbon) trong khí quyển các sao lùn nâu này. “Đây là điều hoàn toàn bất ngờ. Chúng tôi buộc phải đề xuất một lớp quang phổ mới (H) để phân loại chúng” – Luhman giải thích. Trước đây, hợp chất tương tự chỉ được thấy trên sao Thổ và mặt trăng Titan.

Khả năng quan sát hồng ngoại siêu nhạy của JWST là chìa khóa giúp giải mã những vật thể “mờ nhạt” này. Nhóm nghiên cứu dự kiến phân tích sâu hơn để xác định thành phần hydrocarbon, đồng thời tìm kiếm thêm sao lùn nâu có khối lượng tương đương – hoặc thậm chí nhỏ hơn – sao Mộc.

Tương lai của hành trình săn tìm “sao thất bại”

Phát hiện này không chỉ thách thức hiểu biết về quá trình hình thành sao, mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về khí quyển ngoại hành tinh. “Nếu tồn tại những sao lùn nâu nhẹ hơn cả sao Mộc, JWST chắc chắn sẽ tìm ra chúng” – Luhman khẳng định.

Nghiên cứu đăng trên The Astrophysical Journal Letters ngày 10/6. Với khả năng “bắt mạch” những vật thể tối nhất vũ trụ, James Webb tiếp tục chứng minh vị thế không thể thay thế trong cuộc cách mạng khám phá vũ trụ.