Các nhà thiên văn học đã xác định được một loại ngoại hành tinh mới rất khác với Trái Đất của chúng ta, nhưng lại có thể hỗ trợ cho sự sống. Khám phá này có thể đẩy nhanh quá trình tìm kiếm sự sống bên ngoài Hệ Mặt Trời.
Trong quá trình tìm kiếm sự sống ở những nơi khác trong không gian, các nhà thiên văn học chủ yếu tìm kiếm các hành tinh có kích thước, khối lượng, nhiệt độ và thành phần khí quyển tương tự Trái Đất. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học tại đại học Cambridge lại tin rằng có nhiều khả năng hứa hẹn hơn ở một loại hành tinh mới được gọi là 'Hycean'. Chúng là những hành tinh nóng, được bao phủ bởi đại dương với bầu khí quyển giàu hydro và chúng có số lượng nhiều hơn cũng như có thể quan sát được nhiều hơn so với những hành tinh dạng Trái Đất.
Kết quả nghiên cứu đã được đăng trên Astrophysical Journal, điều này có nghĩa là việc tìm thấy các hình dạng sinh học của sự sống bên ngoài Hệ Mặt Trời trong vòng hai hoặc ba năm tới là hoàn toàn có thể.
Tiến sĩ Nikku Madhusudhan đến từ viện Thiên văn học Cambridge, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Các hành tinh Hycean mở ra một con đường hoàn toàn mới trong việc tìm kiếm sự sống ở những nơi khác”. Nhiều ứng viên chính của Hycean được các nhà nghiên cứu xác định là lớn hơn và nóng hơn Trái Đất, nhưng vẫn có các đặc điểm phù hợp để chứa các đại dương lớn có thể hỗ trợ sự sống vi sinh vật, tương tự như các dạng sống được tìm thấy trong một số môi trường nước khắc nghiệt nhất của Trái Đất. Những hành tinh này cũng cho phép mở rộng ‘vùng Goldilocks’ hơn nhiều so với vùng sống được chứa các hành tinh giống như Trái Đất. Điều này có nghĩa là chúng vẫn có thể hỗ trợ sự sống mặc dù chúng nằm ngoài vùng sống được của các hành tinh giống như Trái Đất.
Hàng nghìn hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta đã được phát hiện kể từ khi ngoại hành tinh đầu tiên được xác định cách đây gần 30 năm. Phần lớn các hành tinh đó có kích thước trong khoảng giữa kích thước của Trái Đất và Sao Hải Vương và thường được gọi là 'siêu Trái Đất' hoặc 'Sao Hải Vương nhỏ': chúng chủ yếu là những hành tinh đá hoặc băng khổng lồ, hoặc ở trạng thái trung gian với bầu khí quyển giàu hydro.
Hầu hết các Sao Hải Vương nhỏ đều có kích thước gấp 1,6 lần Trái Đất: nhỏ hơn Sao Hải Vương nhưng vẫn quá lớn để có cấu trúc đá phía trong như Trái Đất. Các nghiên cứu trước đây về những hành tinh như vậy đã phát hiện ra rằng áp suất và nhiệt độ bên dưới bầu khí quyển giàu hydro của chúng là quá cao để hỗ trợ sự sống. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây về sao Hải Vương nhỏ K2-18b của nhóm Madhusudhan đã phát hiện ra rằng trong một số điều kiện nhất định, những hành tinh này có thể hỗ trợ sự sống. Kết quả dẫn đến một cuộc điều tra chi tiết về đầy đủ các đặc tính của hành tinh và sao mẹ để các điều kiện này có thể xảy ra, những ngoại hành tinh đã biết nào có thể đáp ứng các điều kiện đó và liệu các đặc điểm sinh học của chúng có thể quan sát được hay không.
Cuộc điều tra đã khiến các nhà nghiên cứu xác định được một nhóm hành tinh mới, các hành tinh Hycean, với các đại dương rộng lớn trên toàn bộ bề mặt, bên dưới một bầu khí quyển giàu hydro. Hành tinh Hycean có thể lớn hơn Trái Đất tới 2,6 lần và có nhiệt độ khí quyển lên tới gần 200 độ C, nhưng điều kiện đại dương của chúng có thể tương tự như đại dương của Trái Đất, nơi thích hợp cho sự sống của vi sinh vật. Những hành tinh như vậy cũng bao gồm các thế giới Hycean 'tối' được khóa triều chặt chẽ, nơi có thể chỉ có điều kiện sinh sống ở mặt ban đêm và các thế giới Hycean 'lạnh', nơi nhận được ít bức xạ từ các ngôi sao của chúng.
Các hành tinh có kích thước này chiếm ưu thế trong quần thể ngoại hành tinh đã biết, mặc dù chúng chưa được nghiên cứu chi tiết như các siêu Trái Đất. Các thế giới Hycean có thể khá phổ biến, có nghĩa chúng là những nơi hứa hẹn nhất để tìm kiếm sự sống đang ẩn náu ở những nơi khác trong thiên hà của chúng ta.
Tuy nhiên, kích thước không thôi là không đủ để xác nhận liệu một hành tinh có phải là Hycean hay không. Chúng ta cần xác nhận thêm các khía cạnh khác như khối lượng, nhiệt độ và đặc tính khí quyển. Khi cố gắng xác định điều kiện của một hành tinh cách xa nhiều năm ánh sáng, trước tiên các nhà thiên văn học cần xác định xem hành tinh này có nằm trong vùng sống được của ngôi sao của nó hay không, sau đó tìm kiếm các dấu hiệu phân tử để suy ra cấu trúc khí quyển và cấu trúc bên trong chi phối các điều kiện bề mặt, sự hiện diện của các đại dương và tiềm năng cho sự sống của hành tinh đó. Các nhà thiên văn học cũng tìm kiếm một số cấu trúc sinh học nhất định có thể chỉ ra khả năng tồn tại sự sống. Thông thường, đó là oxy, ozon, metan và oxit nitơ, tất cả đều có mặt trên Trái Đất. Ngoài ra còn có một số dấu hiệu sinh học khác, chẳng hạn như metyl clorua và dimetyl sunfua, ít phổ biến hơn trên Trái Đất nhưng có thể là những dấu hiệu đầy hứa hẹn về sự sống trên các hành tinh có bầu khí quyển giàu hydro, nơi có thể không có nhiều oxy hoặc ozon.
Madhusudhan nói: “Về cơ bản, khi chúng tôi tìm kiếm các dấu hiệu phân tử khác nhau này, chúng tôi đang tập trung vào các hành tinh tương tự như Trái Đất, đó là một nơi hợp lý để bắt đầu. Nhưng chúng tôi nghĩ rằng các hành tinh Hycean mang lại cơ hội tốt hơn để tìm thấy một số dấu vết sinh học". Đồng tác giả Anjali Piette, cũng đến từ Cambridge, cho biết: “Thật thú vị khi các điều kiện sinh sống có thể tồn tại trên các hành tinh rất khác so với Trái Đất”. Madhusudhan và nhóm của ông phát hiện ra rằng một số dấu vết sinh học trên mặt đất dự kiến có mặt trong bầu khí quyển Hycean sẽ có thể dễ dàng phát hiện được bằng các quan sát quang phổ trong tương lai gần. Kích thước lớn hơn, nhiệt độ cao hơn và bầu khí quyển giàu hydro của các hành tinh Hycean làm cho dấu hiệu khí quyển của chúng dễ phát hiện hơn nhiều so với các hành tinh giống Trái Đất.
Nhóm nghiên cứu Cambridge đã xác định một mẫu khá lớn các thế giới Hycean tiềm năng là những ứng viên chính cho nghiên cứu chi tiết với các kính thiên văn thế hệ tiếp theo, chẳng hạn như James Webb (JWST), dự kiến sẽ được phóng vào cuối năm nay. Tất cả các hành tinh này đều chuyển động quanh các sao lùn đỏ cách chúng ta từ 35 đến 150 năm ánh sáng - một khoảng cách gần trong thang đo thiên văn. Các quan sát của JWST có kế hoạch về ứng viên hứa hẹn nhất, K2-18b, có thể dẫn đến việc phát hiện một hoặc nhiều phân tử đặc trưng sinh học.
Madhusudhan cho biết: “Một phát hiện dấu vết sinh học sẽ thay đổi hiểu biết của chúng ta về sự sống trong vũ trụ. Chúng ta cần phải mở rộng hơn về nơi chúng ta mong đợi có thể tìm thấy sự sống và hình thức mà sự sống có thể xảy ra, vì thiên nhiên vẫn đang tiếp tục gây ngạc nhiên cho chúng ta theo những cách thường không thể tưởng tượng được".
Minh Phương
Theo Phys.org
