Khám phá này được thực hiện nhờ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST), làm thay đổi những hiểu biết hiện tại về bầu khí quyển của các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời và đánh dấu một bước tiến quan trọng trong hành trình tìm kiếm sự sống trong vũ trụ.
Hành tinh này có tên là Epsilon Indi Ab, quay quanh ngôi sao Epsilon Indi A thuộc chòm sao Ấn Đệ (Indus) ở bầu trời phía Nam. Bhavesh Rajpoot, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Viện Thiên văn học Max Planck (MPIA) và là thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết: "Hành tinh này có khối lượng lớn hơn đáng kể so với sao Mộc - nghiên cứu mới xác định khối lượng của nó bằng 7,6 lần khối lượng sao
Mộc - nhưng đường kính thì gần bằng người anh em họ trong hệ mặt trời của nó."
Epsilon Indi Ab quay quanh ngôi sao chủ ở khoảng cách xa gấp 4 lần so với khoảng cách từ sao Mộc đến Mặt Trời. Do ngôi sao chủ nhỏ và nguội hơn Mặt Trời, nhiệt độ bề mặt của hành tinh này ước tính chỉ từ -70 đến +20 độ C (tương đương 200 đến 300 Kelvin). Dù vậy, nó vẫn ấm hơn sao Mộc (khoảng 140 Kelvin) nhờ lượng nhiệt còn sót lại từ quá trình hình thành cách đây hàng tỷ năm.
Việc nghiên cứu các hành tinh khí khổng lồ có nhiệt độ thấp như Epsilon Indi Ab vốn rất khó khăn. Hầu hết các hành tinh khí khổng lồ được quan sát cho đến nay đều nóng hơn sao Mộc rất nhiều, bởi phương pháp phổ biến nhất đòi hỏi hành tinh phải đi ngang qua mặt ngôi sao chủ, nghĩa là chúng phải nằm ở quỹ đạo rất gần và chịu nhiệt độ cực cao.
Để vượt qua rào cản này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị hồng ngoại trung (MIRI) của JWST, kết hợp với một thiết bị che sáng (coronagraph) để chặn ánh sáng chói lóa từ ngôi sao chủ, qua đó chụp ảnh trực tiếp ánh sáng mờ nhạt phát ra từ chính hành tinh.
Dựa trên các đặc tính vật lý, các nhà khoa học từng dự đoán bầu khí quyển của Epsilon Indi Ab sẽ chứa lượng lớn khí amoniac. Tuy nhiên, dữ liệu thu được lại cho thấy lượng amoniac ít hơn dự kiến. Lời giải thích khả dĩ nhất cho sự thiếu hụt này là sự hiện diện của những đám mây băng nước dày nhưng không đồng đều, che khuất amoniac bên dưới. Chúng có thể có cấu trúc tương tự như những đám mây ti (cirrus) ở tầng cao trong bầu khí quyển Trái Đất.
Nghiên cứu này không chỉ giải mã bí ẩn của một hành tinh cụ thể mà còn chứng minh sức mạnh của công nghệ quan sát mới. Elisabeth Matthews, tác giả chính của nghiên cứu từ MPIA, giải thích: "JWST cuối cùng cũng cho phép chúng ta nghiên cứu chi tiết các hành tinh tương tự hệ mặt trời. Nếu chúng ta là người ngoài hành tinh, cách xa vài năm ánh sáng, và nhìn lại Mặt Trời, JWST là kính viễn vọng đầu tiên cho phép chúng ta nghiên cứu chi tiết sao Mộc. Tuy nhiên, để nghiên cứu chi tiết Trái Đất, chúng ta sẽ cần những kính viễn vọng tiên tiến hơn nhiều."
Trong tương lai, Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman của NASA (dự kiến phóng vào năm 2026-2027) được kỳ vọng sẽ tiếp tục hỗ trợ việc phát hiện trực tiếp các đám mây băng nước phản chiếu này. Trong lúc chờ đợi, các nhà khoa học đang tiếp tục tinh chỉnh kỹ thuật quan sát trên JWST, từng bước xây dựng nền tảng vững chắc cho công cuộc tìm kiếm các thế giới giống Trái Đất và những dấu hiệu của sự sống ngoài hệ Mặt Trời.
