Giới nghiên cứu vẫn chưa biết chính xác hành tinh lớn nhất từng được ghi nhận do rất khó đo khối lượng, kích thước của hành tinh ngoài hệ.
Sao Mộc là hành tinh lớn nhất Hệ Mặt trời và cũng là hành tinh lớn nhất từng được biết tới trong gần 400 năm. Tuy nhiên, với vô số ngoại hành tinh mà giới nghiên cứu từng phát hiện, kỷ lục kích thước của sao Mộc nhiều lần bị phá vỡ, theo IFL Science.
Phần lớn tranh cãi khi Liên đoàn Thiên văn học Quốc tế (IAU) tạo ra định nghĩa về hành tinh vào năm 2005 tập trung vào những thiên thể bị loại trừ, đặc biệt là sao Diêm Vương. Chúng ta xác định hành tinh là một thiên thể quay quanh ngôi sao, nhưng không đủ lớn để tạo ra phản ứng nhiệt hạch ở lõi. Các điều kiện khác là nó đạt cân bằng thủy tĩnh (hành tinh phải đủ lớn để lực hấp dẫn của nó tự làm nó trở thành hình cầu hoặc gần hình cầu).
Mô phỏng hành tinh GQ Lupib (phải) so với sao Mộc (trái). (Ảnh: Eurotek).
Vấn đề đối với thiên thể lớn là chúng dễ hợp nhất deuterium hơn hydro. Điều này tạo ra danh mục thiên thể gọi là sao lùn nâu với áp lực đủ lớn để hợp nhất nguyên tử deuterium ở lõi nhưng không phải hydro. Do deuterium rất hiếm, sao lùn nâu tạo ra lượng ánh sáng bằng một phần cực nhỏ so với ngôi sao hoàn chỉnh, khiến chúng khó phân biệt với hành tinh thông thường. Một số nhà thiên văn học xếp lùn nâu và sao lùn trắng vào nhóm hành tinh. Tuy nhiên, định nghĩa của IAU bác bỏ cả hai.
Ngay cả sau khi thu hẹp những thiên thể có thể gọi là hành tinh, giới nghiên cứu vẫn không biết chính xác đâu là hành tinh lớn nhất bởi các ước tính về khối lượng và kích thước ngoại hành tinh có phần không chắc chắn. Họ thậm chí không thể tự tin phân loại nhiều thiên thể là hành tinh hay sao lùn nâu.
GQ Lupib là một ứng viên tiềm năng cho danh hiệu hành tinh lớn nhất, tùy theo liệu nó có thể hợp nhất deuterium hay không. Giới nghiên cứu từng nỗ lực ước tính bán kính của nó ít nhất 4 lần và thu được nhiều giá trị khác nhau từ 1,8 đến 4,6 lần bán kính sao Mộc. Hành tinh khổng lồ này có thể lớn gấp 200 lần thể tích sao Mộc. Lý do GQ Lupib khó ước tính kích thước vì hành tinh rất trẻ. Ở niên đại đó, các hành tinh vẫn còn nhiều nhiệt từ thế năng hấp dẫn trước đây. GQ Lupi b có nhiệt độ khoảng 2.000 độ C, khiến giới khoa học khó xác định liệu tất cả nhiệt lượng đến từ quá trình hình thành hành tinh hay phản ứng nhiệt hạch đang diễn ra. Trên hết, hành tinh ở quá xa sao chủ (gấp 3,3 lần khoảng cách từ sao Hải Vương đến Mặt trời) đến mức chúng ta không thể đo khối lượng của nó thông qua quan sát ảnh hưởng hấp dẫn.
Một ứng viên khác là PDS 70b, kết quả ước tính chỉ ra bán kính của nó lớn gấp 2,72 lần bán kính sao Mộc. PDS 70b có thể trở thành hành tinh có thể tích lớn nhất nếu loại trừ được khả năng đây là sao lùn nâu.
Trái với những ngoại hành tinh trên, hành tinh HAT-P-67b di chuyển ngang qua phía trước sao chủ và có thể quan sát từ Trái đất. Nó có bán kính ước tính lớn gấp 2,085 lần sao Mộc với khoảng sai số cực nhỏ. Nhưng chắc chắn HAT-P-67b không phải hành tinh lớn nhất. Khối lượng của nó gần với sao Thổ hơn sao Mộc, hé lộ mật độ rất thấp do ở gần sao chủ. Chỉ vài hành tinh có kích thước ước tính tương tự HAT-P-67b nhưng có khoảng sai số lớn.