Hành trình khám phá "Hệ Mặt Trời mới" gây chấn động

Các nhà khoa học vừa công bố phát hiện về 7 hành tinh kích cỡ như Trái đất quay quanh một ngôi sao lùn nhỏ, cách Trái đất 39 năm ánh sáng. Phát hiện đã mang đến những hứa hẹn mới trong việc tìm kiếm sự sống bên ngoài Hệ Mặt trời.

"Chúng ta đã đã có những bước đi quan trọng trong việc tìm kiếm sự sống ngoài kia", Amaury Triaud, nhà khoa học tại Đại học Cambridge (Anh) và là đồng tác giả nghiên cứu, nói trong cuộc họp báo công bố phát hiện hôm 22/2.

"Đến nay, tôi không nghĩ chúng ta đã có được chính xác hành tinh để tìm kiếm sự sống. Giờ thì chúng ta đã có điểm ngắm rồi", AFP dẫn lời vị chuyên gia.

Mô phỏng hệ hành tinh Trappist-1 với 7 hành tinh được ký hiệu từ b đến h. Đồ họa: NASA/JPL-Caltech.

Tất cả 7 hành tinh đều có kích cỡ và khối lượng tương đương Trái đất và gần như hoàn toàn được cấu tạo từ đá. 3 trong số chúng được cho là có thể có nước trên bề mặt, một dấu hiệu quan trọng của sự sống.

7 hành tinh này quay quanh một ngôi sao lùn đỏ gọi là Trappist-1. Ngôi sao này có kích cỡ chưa bằng 10% Mặt trời, nhiệt độ thấp hơn và độ sáng cũng kém hơn. Điều này cho phép các nhà khoa học nghiên cứu khí quyển của các hành tinh quay quanh nó.

Trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư Michael Gillon của Đại học Liege (Bỉ), cùng các cộng sự bắt đầu theo dõi Trappist-1 bằng một kính viễn vọng chuyên biệt từ năm 2010. Đến năm ngoái, họ công bố có 3 hành tinh quay quanh ngôi sao này.

Họ sử dụng một phương pháp gọi là "transit" (tạm dịch: lướt qua). Khi một hành tinh đi ngang qua bề mặt một ngôi sao, nó làm giảm đi độ sáng của ngôi sao một chút nhưng có thể đo đếm được. Nhờ ghi nhận sự giảm sáng này, các nhà thiên văn sẽ phát hiện ra các hành tinh.

Tuy nhiên khi các tính toán sau đó cho thấy sự không trùng khớp, ông Gillon nhận ra rằng có thể có những ngôi sao khác vượt ra khỏi tầm quan sát từ Trái đất.

"Vì vậy chúng tôi đề nghị Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) về việc sử dụng kính thiên văn vũ trụ Spitzer", đồng tác giả nghiên cứu Emmanuel Jehin nói. "Việc này cho phép chúng tôi có được 20 ngày quan sát 24/24, điều kiện quan trọng giúp phát hiện ra 7 hành tinh 'lướt qua' ngôi sao".

Hình ảnh mô phỏng kính thiên văn vũ trụ Spitzer, vây quanh là các ngoại hành tinh. Ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Nhìn từ Trái đất, các nhà khoa học chỉ có thể theo dõi hoạt động của ngôi sao vào buổi tối. Việc sử dụng kính thiên văn hoạt động ngoài khí quyển Trái đất như Spitzer khắc phục được hạn chế này. "Nhìn từ không gian, chúng tôi quan sát liên tục và làm khớp mọi sự 'lướt qua' ghi nhận được".

So với khoảng cách giữa Mặt trời và các hành tinh quay quanh nó, các thành viên trong "gia đình" Trappist 1 rất gần nhau. 7 hành tinh nói trên có quỹ đạo dao động từ 1,5 đến 12 ngày, tức khoảng cách giữa chúng và Trappist-1 tương đương khoảng cách giữa Mặt trời và hành tinh gần nhất, Sao Thủy.

Nếu Trái đất gần Mặt trời như vậy, hành tinh xanh sẽ trở thành một quả cầu lửa. Tuy nhiên, vì Trappist-1 phát ra bức xạ ít hơn, các hành tinh quay quanh nó có thể có nhiệt độ bề mặt từ 0 đến 100 độ C, tùy thuộc vào khí quyển của mỗi hành tinh.

Giáo sư Gillon và đội ngũ đã bắt đầu phân tích thành phần hóa học của khí quyển các hành tinh này. "Có ít nhất một sự kết hợp phân tử cho chúng ta thấy sự sống tồn tại nếu sự kết hợp đó hiện diện tương đối nhiều. 99% là như vậy", ông Gillon nói.

Tuy nhiên, theo Hiệp hội Địa lý Quốc gia Mỹ (National Geographic), một số chuyên gia tỏ ra không lạc quan về khả năng này. Lý do đầu tiên là hệ Trappist-1 khá giống với Sao Mộc về quy mô và cấu trúc. Sao Mộc có 4 vệ tinh quay quanh, mỗi vệ tinh luôn luôn hướng một mặt cố định về phía hành tinh này.

Các hành tinh của Trappist-1 cũng tương tự, tức là một nửa bề mặt của mỗi hành tinh luôn được chiếu sáng trong khi nửa còn lại luôn chìm trong bóng tối.

Theo giáo sư Gillon, điều này không có nghĩa sự sống không thể xuất hiện trong một thế giới như vậy, đặc biệt là nếu hành tinh có khí quyển. Song thách thức đặt ra là không hề nhỏ.

Hình ảnh mô phỏng bề mặt hành tinh Trappist-1f, hành tinh nằm ở vị trí thứ 5 tính từ ngôi sao Trappist-1. Đồ họa: NASA/JPL-Caltech.

Hơn nữa, các hành tinh ở quá gần ngôi sao và gần nhau đến nỗi khi chúng quay quanh quỹ đạo, lực hấp dẫn sẽ bẻ cong và nung nóng những thành phần nằm sâu trong lòng các hành tinh, giống như tác động của Sao Mộc đến các vệ tinh lớn của nó.

Vì vậy, mặc dù có nhiệt độ ấm áp, một vài trong số các hành tinh này "có thể giống vệ tinh Io của Sao Mộc mà cứ mỗi 2.000 năm toàn bộ bề mặt lại trồi lên do hoạt động của các núi lửa bên trong", theo giáo sư Lauren Weiss của Đại học Montréal (Canada).

Quan trọng nhất, nhiệt độ bề mặt hành tinh phụ thuộc nhiều vào chính nó, nhất là khí quyển, hơn là ngôi sao chiếu sáng nó. Nếu các hành tinh có bầu khí quyển "chết chóc" tương tự Sao Kim, sự sống khó có thể tồn tại.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đầy háo hức với công cuộc tìm kiếm những nền văn minh ngoài Trái đất. Kính thiên văn vũ trụ Hubble đang bận rộn quan sát 7 ngoại hành tinh nói trên trong khi tàu vũ trụ Kepler của NASA đã theo dõi Trappist-1 từ tháng 12 vừa qua.

Trong vài năm nữa, kính thiên văn vũ trụ James Webb sẽ có thể cho chúng ta cái nhìn cận cảnh hơn về Trappist-1 và các hành tinh của nó.