Tìm thấy hành tinh có bầu khí quyển

Nỗ lực tìm kiếm sự sống ngoài trái đất hiện vẫn chưa đem lại nhiều kết quả. Tuy nhiên mới đây một tia hi vọng mới lại xuất hiện: các nhà thiên văn học phát hiện bầu khí quyển bao quanh một hành tinh ngoài hệ mặt trời, nằm trong vùng có thể sinh sống xung quanh ngôi sao chủ.

Hành tinh mang tên LHS 1140b, có cấu tạo đá giống trái đất và nằm cách chúng ta khoảng 48 năm ánh sáng. Nó nằm trong vùng Goldilocks của ngôi sao chủ – đủ xa để không bị thiêu đốt như sao Thủy, lại đủ gần để nhận nhiệt độ giữ cho nước trên bề mặt ở dạng lỏng.

Theo nghiên cứu mới vừa công bố trên tạp chí Science, điểm đặc biệt của phát hiện trên không chỉ là vùng có thể sinh sống xung quanh một ngôi sao, mà LHS 1140b dường như đáp ứng nhiều tiêu chí khác: không phải hành tinh khí khổng lồ mà là hành tinh đá, giữ được bầu khí quyển bất chấp điều kiện khắc nghiệt. Bầu khí quyển giúp giữ ổn định nhiệt độ bề mặt – điều cần thiết cho sự sống tồn tại.

Tiến sĩ Collin Cherubim (Đại học Harvard) cho biết: “Điều này rất thú vị. Một mục tiêu chính trong lĩnh vực của chúng tôi là tìm hiểu xem liệu bất kỳ hành tinh đá nào ngoài hệ mặt trời có thể giữ được bầu khí quyển hay không”.

Hầu hết hành tinh đá đều quay quanh sao lùn loại M. Do sao lùn như vậy phát ra bức xạ năng lượng cao thời gian dài hơn nhiều so với các ngôi sao như mặt trời nên hành tinh đá gần chúng đều bị tước bỏ bầu khí quyển khá sớm trong vòng đời, khiến sự sống khó tồn tại.

Trước khi tìm thấy LHS 1140b, trái đất là hành tinh đá duy nhất có bầu khí quyển nguyên vẹn mà con người từng quan sát được.

Công cuộc tìm kiếm chẳng hề dễ dàng. Ông Cherubim sử dụng mô hình máy tính tự phát triển trong quá trình nghiên cứu mô phỏng sự tiến hóa của bầu khí quyển các hành tinh ngoài hệ mặt trời qua hàng tỉ năm. Kết quả dự đoán sự tồn tại của “thế giới heli” – hành tinh đá có bầu khí quyển heli (hoặc ít nhất chủ yếu là heli). Tiến sĩ thử nghiệm lí thuyết với LHS 1140b và đã tìm thấy thứ cần tìm.

Dù dường như đáp ứng tất cả yêu cầu, vẫn chưa thể chắc chắn trên LHS 1140b có sự sống. Vấn đề chính nằm ở chỗ tầng khí quyển phía trên gần như chỉ toàn heli, và khí quyển thiết hydro. Heli thường không thể duy trì sự sống theo như con người biết.

Hành tinh này cũng bị “khóa thủy triều” với ngôi sao chủ giống mặt trăng với Trái đất (lực hấp dẫn của một thiên thể làm cho chu kỳ quay quanh trục của thiên thể đồng hành bằng đúng chu kỳ quỹ đạo của nó). Một bên có ban ngày vĩnh viễn và bên kia có ban đêm vĩnh viễn. LHS 1140b cũng lớn hơn trái đất khoảng 70% nên trọng lực mạnh gần gấp đôi.

Những phát hiện trên không loại trừ hoàn toàn khả năng trên LHS 1140b có sự sống, nhưng nếu có thì sẽ rất khác biệt so với trái đất.

Đội ngũ nghiên cứu vẫn chưa biết liệu LHS 1140b có bề mặt đá hay hoàn toàn được bao phủ bởi đại dương. Mô hình máy tính dự đoán bầu khí quyển thấp chứa các loại khí thuận lợi cho sự sống chẳng hạn CO₂ hay O₂.

Cho đến nay sao Hỏa là ứng viên hàng đầu vì giới khoa học đã xác định được dấu hiệu sinh học tiềm năng trong đất của hành tinh này.

Một ứng viên khác là K2-18b – hành tinh có sự hiện diện của hợp chất dimethyl sulfide thường được tạo ra bởi thực vật phù du đại dương. Hệ sao Trappist-1 cũng rất đáng chú ý, nơi đây có 7 hành tinh đạt kích thước bằng trái đất (3 trong số đó nằm trong vùng có thể sinh sống).