Thiên hà khám phá Silane trong khí quyển của "Tai nạn" - một sao lùn nâu cổ đại

Việc phát hiện silane (SiH4) trong bầu khí quyển của sao lùn nâu WISEA J153429.75-104303.3, được đặt biệt danh là "Tai nạn", đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong việc tìm hiểu thành phần của các vật thể dưới sao. Thiên thể này, nằm cách Trái Đất khoảng 50 năm ánh sáng trong chòm sao Thiên Bình, được ước tính có tuổi đời từ 10 đến 13 tỷ năm, khiến nó trở thành một trong những sao lùn nâu cổ xưa nhất từng được phát hiện. Vật thể này ban đầu được xác định vào năm 2020 bởi nhà khoa học công dân Dan Caselden thông qua dự án Backyard Worlds: Planet 9. Các đặc điểm độc đáo của nó, bao gồm chuyển động riêng cao và màu sắc hồng ngoại đặc trưng, đã thúc đẩy các cuộc điều tra sâu hơn, xác nhận phân loại của nó là một sao lùn nâu loại Y, lớp sao lùn nâu mát nhất.

Việc phát hiện silane đặc biệt đáng chú ý vì phân tử này, một hợp chất đơn giản của silicon và hydro, từ lâu đã được lý thuyết hóa là đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành mây trên các hành tinh khí khổng lồ. Tuy nhiên, nó chưa bao giờ được phát hiện trước đây trong bất kỳ bầu khí quyển hành tinh hoặc dưới sao nào, bao gồm cả Sao Mộc và Sao Thổ trong hệ Mặt Trời của chúng ta. Khám phá này được thực hiện nhờ phân tích chi tiết khí quyển bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) và Kính viễn vọng Gemini South.

Các nhà khoa học tin rằng sự hiện diện của silane trong "Tai nạn" là do môi trường có hàm lượng kim loại thấp của nó. Trong vũ trụ sơ khai, các nguyên tố nặng hơn khan hiếm hơn, khiến silicon liên kết với hydro để tạo thành phân tử silane nhẹ hơn, có thể bay lên các lớp trên của bầu khí quyển. Ngược lại, trong các vật thể hình thành gần đây hơn, silicon có xu hướng liên kết với oxy, tạo thành các phân tử nặng hơn và chìm sâu vào bên trong bầu khí quyển, nơi chúng không thể quan sát được. Phát hiện này không chỉ xác nhận các mô hình lý thuyết về sự hình thành mây mà còn cung cấp những hiểu biết quan trọng về cách các điều kiện hình thành ban đầu ảnh hưởng đến thành phần khí quyển. Khám phá này cũng nhấn mạnh đóng góp đáng kể của khoa học công dân đối với nghiên cứu thiên văn.