Trong vũ trụ khắc nghiệt, hành tinh chuyển động quanh những ngôi sao lạnh có nhiều khả năng bị đóng băng hơn các hành tinh quanh các ngôi sao nóng hơn. Đó là do sự tương tác giữa ánh sáng của một ngôi sao với băng và tuyết trên bề mặt hành tinh.
Sao phát ra những bức xạ khác nhau. Sao nóng phát ra ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím có năng lượng cao, còn các ngôi sao lạnh phát ra ánh sáng hồng ngoại và cận hồng ngoại, với mức năng lượng thấp hơn nhiều.
Nghe có vẻ hợp lý khi sự ấm áp của những hành tinh phụ thuộc vào lượng ánh sáng chúng nhận được từ các ngôi sao của chúng, tất cả những thứ khác là như nhau. Nhưng mô hình nghiên cứu khí hậu mới do Aomawa Shields, một tiến sĩ tại Đại học Washington khoa thiên văn học, đã mang một sự thay đổi đáng ngạc nhiên với câu chuyện: hành tinh quay quanh những ngôi sao lạnh thực sự có thể ấm hơn và ít băng hơn khi quay quanh những ngôi sao nóng hơn, ngay cả khi chúng nhận được cùng một lượng ánh sáng.
Đó là vì băng hấp thụ phần lớn các bước sóng dài, cận hồng ngoại phát ra từ những ngôi sao lạnh hơn. Điều này trái với những gì chúng ta biết trên Trái Đất, nơi mà băng và tuyết có phản ứng mạnh mẽ với ánh sáng nhìn thấy phát ra từ Mặt Trời.
Xung quanh một ngôi sao lạnh hơn (sao lùn loại M), băng hấp thụ nhiều ánh sáng hơn và trở nên ấm hơn. Khí nhà kính trong khí quyển của hành tinh này cũng hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại này, làm tăng hiệu ứng ấm lên.
Các nhà nghiên cứu tìm thấy các hành tinh quay quanh những ngôi sao lạnh hơn, cho một lượng ánh sáng tương tự như khi quay quanh những ngôi sao nóng hơn, do đó ta sẽ không gọi chúng là "quả cầu tuyết" đóng băng từ hai cực đến đường xích đạo.
Tuy nhiên, xung quanh một ngôi sao nóng như sao lùn loại F, ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím của ngôi sao được thể hiện qua băng và tuyết của hành tinh trong một quá trình được gọi là băng phản chiếu ánh sáng. Băng phản chiếu ánh sáng nhiều hơn, làm hành tinh đó mát hơn.
Sự phản chiếu này có thể có hiệu quả trong việc làm mát bề mặt các hành tinh xung quanh ngôi sao nóng hơn, có thể chúng nhạy cảm hơn các hành tinh khác để vào lâm vào trạng thái quả cầu tuyết. Đó không hẳn là một điều tồi tệ, quá trình tự quay của Trái Đất có thể trở thành một quả cầu tuyết trong lịch sử 4,6 tỷ năm.
Shields và đồng tác giả phát hiện ra rằng sự tương tác này của ánh sáng một ngôi sao với băng trên bề mặt hành tinh khó nhận thấy hơn ở bên ngoài vùng sống được, nơi mà khí cacbonic được dự đoán sẽ tăng lên khi nhiệt độ giảm.
Vùng sống được là khu vực rộng vừa đủ của không gian xung quanh một ngôi sao cho phép nước trên bề mặt hành tinh ở đó tồn tại ở dạng lỏng, đem lại cơ hội cho sự sống.
Đó là nguyên nhân của trường hợp các hành tinh ở bên ngoài của khu vực đó có khả năng sẽ có một bầu khí quyển dày khí carbon dioxide hoặc chất khí nhà kính khác, ngăn chặn sự hấp thụ bức xạ ở bề mặt, làm cho hành tinh mất đi lợi thế làm ấm do băng.
Những phát hiện của các nhà nghiên cứu được diễn tả trong một bài báo đăng trên số phát hành tháng Tám của tạp chí Astrobiology (sinh học thiên văn), và được xuất bản trực tuyến trước bản in 15 tháng 7.
Shields cho biết các nhà thiên văn học đang săn lùng khả năng sống được ưu tiên cho các hành tinh ít lâm vào trạng thái quả cầu tuyết - có nghĩa là, các hành tinh khác trong quỹ đạo của những ngôi sao nóng hơn. Nhưng điều đó không có nghĩa là họ sẽ loại trừ các hành tinh lạnh.
"Giai đoạn cầu tuyết cuối cùng trên Trái Đất có liên quan đến sự bùng nổ cuộc sống đa bào trên hành tinh của chúng ta", Shields nói. "Nhưng chắc chắn một điều, nếu ai đó quan sát Trái Đất của chúng ta rồi sau đó, họ có thể không nghĩ rằng đã có sự sống nơi đây.
"Vì vậy, mặc dù chúng tôi muốn tìm những hành tinh không có hiện tượng quả cầu tuyết, nhưng chúng ta không nên hoàn toàn đi tìm các hành tinh không còn băng bao phủ, hoặc nghiên cứu tổng số các lớp băng. Có thể có sự sống ở đó, dù nó khó phát hiện hơn nhiều."
Mai Phương (VACA)
Theo Space Daily
