Siêu Trái Đất 'bảo quản' sự sống lâu hơn Trái Đất: Giới khoa học tìm thấy điều bất ngờ!

NHIỀU SIÊU TRÁI ĐẤT ĐƯỢC TÌM THẤY - CƠ HỘI LỚN?

Các nhà thiên văn hiện nay thường xuyên phát hiện ra các hành tinh quay xung quanh các ngôi sao bên ngoài Hệ Mặt Trời - chúng được gọi là ngoại hành tinh. Nhưng vào mùa hè năm 2022, nhóm các nhà khoa học làm việc trên Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh (TESS) của NASA đã tìm thấy một vài hành tinh đặc biệt thú vị quay quanh vùng có thể sinh sống được (Goldilocks) của các ngôi sao mẹ của chúng.

Trong đó có một hành tinh lớn hơn Trái Đất 30% và thực hiện quỹ đạo quay quanh ngôi sao của nó trong vòng chưa đầy 3 ngày - Đó là siêu Trái Đất LP 890-9b, cách chúng ta 100 năm ánh sáng.

Ngoại hành tinh khác lớn hơn 70% so với Trái Đất và có thể là một đại dương nước lỏng khổng lồ - Đó là siêu Trái Đất TOI-1452b, quay quanh một ngôi sao lùn đỏ cách chúng ta khoảng 100 năm ánh sáng.

Hình ảnh mô phỏng ngoại hành tinh siêu Trái Đất, TOI-1452 b. Ảnh: Benoit Gougeon, Université de Montréal.

Hai ngoại hành tinh này được giới khoa học nhận định là siêu Trái Đất - Nghĩa là chúng có khối lượng lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn 'những người khổng lồ băng' trong Thái Dương Hệ như sao Thiên Vương và sao Hải Vương.

Gần đây nhất, các nhà khoa học Nhật Bản cũng tìm thấy siêu Trái Đất và đặt tên là Ross 508 b, gấp 4 lần Trái Đất, quay quanh ngôi sao lùn đỏ Ross 508, nằm cách chúng ta 37 năm ánh sáng, trong chòm sao Serpens. Hành tinh Ross 508 b, có một năm chỉ bằng 10,8 ngày Trái Đất và nằm ở rìa bên trong của "vùng có thể sinh sống được" xung quanh ngôi sao chủ của nó.

Cho đến nay, Trái Đất vẫn là nơi duy nhất trong vũ trụ mà các nhà khoa học biết là nơi có sự sống. Có vẻ hợp lý khi tập trung tìm kiếm sự sống trên các bản sao Trái Đất - những hành tinh có đặc tính gần với Trái Đất. Nhưng nghiên cứu đã chỉ ra rằng cơ hội tốt nhất mà các nhà thiên văn học có thể tìm thấy sự sống trên một hành tinh khác có thể là trên một siêu Trái Đất - tương tự như những hành tinh được tìm thấy gần đây.

Hầu hết các siêu Trái Đất quay quanh các ngôi sao lùn mát mẻ, có khối lượng thấp hơn và sống lâu hơn nhiều so với Mặt Trời của chúng ta.

Các nhà thiên văn ước tính rằng có hàng chục tỷ các siêu Trái Đất trong các khu vực có thể sinh sống được, nơi nước lỏng có thể tồn tại chỉ trong Dải Ngân hà. Vì tất cả sự sống trên Trái Đất đều sử dụng nước nên nước được cho là rất quan trọng đối với khả năng sinh sống.

Dựa trên những dự báo hiện tại, khoảng một phần ba tổng số ngoại hành tinh là các siêu Trái Đất, điều này khiến chúng trở thành loại ngoại hành tinh phổ biến nhất trong Dải Ngân hà. Trong đó, siêu Trái Đất gần nhất chỉ cách hành tinh chúng ta 6 năm ánh sáng.

Siêu Trái Đất là bất kỳ hành tinh đá nào lớn hơn Trái Đất và nhỏ hơn sao Hải Vương. Ảnh: Aldaron, CC BY-SA

Một lý do khác khiến các siêu Trái Đất là mục tiêu lý tưởng trong việc tìm kiếm sự sống là chúng dễ phát hiện và dễ nghiên cứu hơn nhiều so với các hành tinh có kích thước bằng Trái Đất. Lý do là vì:

Cho đến nay, có hai phương pháp mà các nhà thiên văn học sử dụng để phát hiện các ngoại hành tinh. Một, là tìm kiếm hiệu ứng hấp dẫn của một hành tinh đối với ngôi sao mẹ của nó; và một là tìm kiếm sự mờ đi trong thời gian ngắn của ánh sáng của một ngôi sao khi hành tinh đi qua ngôi sao đó. Cả hai phương pháp phát hiện này đều dễ dàng hơn với một hành tinh lớn hơn so với Trái Đất.

SIÊU TRÁI ĐẤT SẼ 'BẢO QUẢN' SỰ SỐNG LÂU HƠN TRÁI ĐẤT?

Hơn 300 năm trước, nhà triết học người Đức Gottfried Wilhelm Leibniz đã lập luận rằng Trái Đất là "nơi sinh sống tốt nhất trong tất cả các thế giới có thể có". Nhưng các nhà thiên văn học hiện đại đã khám phá một vấn đề lớn hơn bằng cách tự hỏi điều gì khiến một hành tinh có thể có sự sống. Hóa ra Trái Đất không phải là thế giới tốt nhất trong số tất cả các thế giới có thể có sự sống trong vũ trụ.

Do hoạt động kiến tạo của Trái Đất và sự thay đổi độ sáng của Mặt Trời, khí hậu đã thay đổi theo thời gian từ nóng sang lạnh cóng trên toàn hành tinh. Trái Đất đã không thể ở được đối với con người và các sinh vật lớn hơn khác trong phần lớn lịch sử 4,5 tỷ năm của nó. Do đó, sự sống trên hành tinh này cho đến nay là một quá trình tiến hóa đầy may mắn dành cho loài người.

Hình ảnh mô phỏng siêu Trái Đất Ross 508 b quay xung quanh ngôi sao chủ lùn đỏ của nó Ross 508. Nguồn: Trung tâm sinh vật học vũ trụ Nhật Bản

Các nhà nghiên cứu đã đưa ra một danh sách các thuộc tính khiến cho siêu Trái Đất rất có tiềm năng cho sự sống, cụ thể:

Các hành tinh lớn hơn có nhiều khả năng hoạt động về mặt địa chất hơn, một đặc điểm mà các nhà khoa học cho rằng sẽ thúc đẩy quá trình tiến hóa sinh học. Vì vậy, hành tinh dễ sinh sống nhất sẽ có khối lượng gần gấp đôi Trái Đất và lớn hơn từ 20% đến 30% thể tích. Nó cũng sẽ có các đại dương đủ nông để ánh sáng kích thích sự sống đến tận đáy biển và nhiệt độ trung bình là 25 độ C.

Ngoại hành tinh đó sẽ có bầu khí quyển dày hơn Trái Đất, sẽ hoạt động như một tấm chăn cách nhiệt. Cuối cùng, một ngoại hành tinh như vậy sẽ quay quanh một ngôi sao già hơn Mặt Trời để cho sự sống phát triển lâu hơn, và nó cũng sẽ có từ trường mạnh giúp bảo vệ khỏi bức xạ vũ trụ. Các nhà khoa học cho rằng những thuộc tính này kết hợp với nhau sẽ tạo nên một siêu Trái Đất có thể sinh sống được.

Theo định nghĩa, siêu Trái Đất có nhiều thuộc tính của một siêu hành tinh có thể sinh sống được. Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hơn 1.600 siêu Trái Đất - nếu không muốn nói là các ứng viên tốt nhất trong tất cả các thế giới có thể có có sự sống - về mặt lý thuyết có thể sinh sống được nhiều hơn so với Trái Đất.

Gần đây, các nhà khoa học đã thêm một bổ sung thú vị cho danh mục các ngoại hành tinh có thể sinh sống được. Các nhà thiên văn đã bắt đầu khám phá các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời đã bị đẩy ra khỏi hệ thống sao của chúng. Nếu một siêu Trái Đất bị đẩy ra khỏi hệ thống sao của nó và có bầu khí quyển dày đặc và bề mặt nhiều nước, nó có thể duy trì sự sống trong hàng chục tỷ năm, lâu hơn nhiều so với sự sống trên Trái Đất có thể tồn tại trước khi Mặt Trời của chúng ta 'chết'.

Theo dữ liệu được công bố vào tháng 6 /2022 từ tàu vũ trụ Gaia (đài quan sát không gian của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu - ESA), Mặt Trời hiện nay khoảng 4,57 tỷ năm tuổi. Đến khoảng 8 tỷ năm tuổi, Mặt Trời sẽ đạt nhiệt độ tối đa. Sau đó sẽ nguội dần và tăng kích thước, trở thành một ngôi sao khổng lồ đỏ. Về sau đó, Mặt Trời sẽ đi đến giai đoạn cuối của vòng đời của nó.

VŨ TRỤ LÀ MỘT NƠI CÔ ĐƠN?

Để phát hiện sự sống trên các ngoại hành tinh xa xôi, các nhà thiên văn học sẽ tìm kiếm các cấu trúc sinh học, các sản phẩm phụ của sinh học có thể phát hiện được trong bầu khí quyển của ngoại hành tinh đó.

Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA được thiết kế trước khi các nhà thiên văn phát hiện ra ngoại hành tinh, vì vậy kính thiên văn này không được tối ưu hóa cho nghiên cứu ngoại hành tinh. Nhưng nó có thể thực hiện một số công việc khoa học này và được lên kế hoạch nhắm vào hai siêu Trái Đất có khả năng sinh sống được trong năm hoạt động đầu tiên của nó. Một tập hợp các siêu Trái Đất khác với các đại dương khổng lồ được phát hiện trong vài năm qua, cũng như các hành tinh được phát hiện vào mùa hè này, cũng rất hấp dẫn cho công tác nghiên cứu của các nhà khoa học.

Các kính thiên văn của Đài quan sát phía Nam SPECULOOS ở sa mạc Atacama, Chile. Ảnh: ESO / P.Holárek

Nhưng cơ hội tốt nhất để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trong khí quyển của ngoại hành tinh sẽ đến với thế hệ kính thiên văn khổng lồ đặt trên mặt đất tiếp theo: Kính thiên văn cực lớn 39 mét, Kính thiên văn 30 mét; và Kính viễn vọng Magellan Khổng lồ cao 25,4 mét. Các kính thiên văn này đều đang được xây dựng và bắt đầu thu thập dữ liệu vào cuối thập kỷ này.

Các nhà thiên văn học biết rằng các thành phần cho sự sống đều có ở ngoài kia - ở vũ trụ khổng lồ và xa xôi, nhưng "có thể ở được" không có nghĩa là "có người ở"!

Cho đến khi các nhà nghiên cứu tìm thấy bằng chứng về sự sống ở nơi khác, có thể sự sống trên Trái Đất chỉ là một sự tình cờ độc nhất vô nhị. Nếu trong những năm tới, các nhà thiên văn học nhìn vào những siêu Trái Đất có thể có sự sống này và không tìm thấy gì, nhân loại có thể buộc phải kết luận rằng: Vũ trụ là một nơi cô đơn!