Bầu khí quyển là yếu tố tạo nên sự sống trên bề mặt Trái Đất, điều hòa khí hậu và che chở chúng ta khỏi các bức xạ vũ trụ gây hại. Nhưng mặc dù các kính thiên văn đã phát hiện được ngày càng nhiều các hành tinh đất đá, các nhà khoa học nghĩ rằng hầu hết chúng đều đã bị mất bầu khí quyển từ lâu.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới của Đại học Chicago và Đại học Stanford cho thấy một cơ chế mà theo đó những hành tinh này không chỉ có thể phát triển bầu khí quyển chứa đầy hơi nước mà còn giữ được chúng trong một thời gian dài. Nghiên cứu được công bố ngày 15 tháng 3 trên tạp chí Astrophysical Journal Letters đã mở rộng tầm nhìn của chúng ta về sự hình thành hành tinh và có thể giúp định hướng việc tìm kiếm các hành tinh có thể sinh sống được trong các hệ sao khác.
Chuyên gia về cách khí quyển hành tinh phát triển theo thời gian, giáo sư Edwin Kite nói: “Mô hình của chúng tôi đang chỉ ra rằng những hành tinh nóng, nhiều đất đá này thường có bầu khí quyển giàu nước ở một số giai đoạn, và một số hành tinh có thể có một bầu khí quyển như vậy trong một khoảng thời gian dài”.
Khi kính thiên văn ghi nhận được ngày càng nhiều ngoại hành tinh, các nhà khoa học đang cố gắng tìm hiểu xem chúng trông như thế nào. Nói chung, kính thiên văn có thể cho bạn biết về kích thước vật lý của một ngoại hành tinh, khoảng cách so với ngôi sao của nó và nếu may mắn sẽ biết được khối lượng của nó là bao nhiêu. Để biết được nhiều hơn, các nhà khoa học phải ngoại suy dựa trên những gì chúng ta đã biết về Trái Đất và các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên những hành tinh phổ biến nhất mà chúng ta tìm được lại có vẻ không giống với những hành tinh láng giềng mà chúng ta đã biết.
Kite cho biết: “Những gì chúng tôi đã biết từ sứ mệnh Kepler là có rất nhiều các hành tinh nhỏ hơn một chút so với Sao Hải Vương, đó là một điều bất ngờ vì không có hành tinh nào như vậy trong Hệ Mặt Trời. Chúng tôi không biết chắc chắn chúng được tạo nên bằng gì, nhưng có bằng chứng chắc chắn rằng chúng là những quả cầu dung nham được bao phủ trong bầu khí quyển hydro".
Ngoài ra còn có một số hành tinh đá nhỏ hơn tương tự như vậy, nhưng không được hydro bao phủ. Vì vậy, các nhà khoa học phỏng đoán rằng nhiều hành tinh trong số đó có thể có khởi đầu giống những hành tinh lớn hơn với bầu khí quyển được tạo ra từ hydro, nhưng sau đó bầu khí quyển đã bị ngôi sao gần đó thổi bay. Tuy nhiên vẫn còn rất nhiều chi tiết cần được bổ sung vào các mô hình đó. Kite và đồng tác giả Laura Schaefer của Đại học Stanford bắt đầu tìm hiểu một số hậu quả tiềm tàng của việc một hành tinh bị bao phủ bởi các đại dương dung nham.
Kite nói: “Dung nham nóng chảy thực sự khá lỏng, vì vậy nó cũng chuyển động mạnh giống như các đại dương nước lỏng trên Trái Đất. Rất có thể những biển dung nham này đang hút hydro ra khỏi khí quyển và phản ứng tạo thành nước. Một phần nước thoát lên bầu khí quyển, nhưng một lượng lớn hơn sẽ bị chảy vào biển dung nham. Sau đó, ngôi sao trong hệ sẽ hút hydro khỏi bầu khí quyển để đến cuối cùng, hành tinh sẽ chỉ còn lại một khí quyển với thành phần chủ yếu là hơi nước”. Kite cũng nói thêm rằng, giai đoạn này có thể tồn tại trên một số hành tinh trong hàng tỷ năm.
Có một số cách để kiểm tra giả thuyết này. Kính viễn vọng Không gian James Webb, người kế nhiệm mạnh mẽ của Hubble, dự kiến phóng vào cuối năm nay sẽ có thể tiến hành các phép đo thành phần bầu khí quyển của một ngoại hành tinh. Nếu nó phát hiện các hành tinh có nước trong bầu khí quyển của chúng, đó sẽ là một tín hiệu chứng minh giả thuyết này là đúng.
Một cách khác để kiểm tra là tìm kiếm các dấu hiệu gián tiếp của khí quyển. Hầu hết các hành tinh này đều được khóa thủy triều; không giống như Trái Đất, chúng luôn hướng cùng một mặt về phía ngôi sao, vì vậy chúng có một mặt luôn nóng và mặt kia luôn lạnh.
Hai cựu sinh viên Đại học Chicago đã đề xuất một cách sử dụng hiện tượng này để kiểm tra bầu khí quyển. Họ là Laura Kreidberg và Daniel Koll, hiện đang làm việc tại Viện Thiên văn học Max Planck và MIT. Họ đã chỉ ra rằng một bầu khí quyển sẽ điều hòa nhiệt độ cho hành tinh, vì vậy nó sẽ điều chỉnh sự khác biệt rõ rệt giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm về mức gần như không còn đáng kể. Nếu một kính thiên văn có thể đo được nhiệt độ của mặt được chiếu sáng, nó sẽ có thể biết được rằng liệu có một bầu khí quyển phân bố lại nhiệt trên hành tinh đó hay không.
Minh Phương
Theo Phys.org
