Một hành tinh đá (như Trái Đất) có thể ở gần một ngôi sao (ví dụ như Mặt Trời) đến mức nào mà vẫn duy trì nước và sự sống? Khi Mặt Trời ngày càng phình to thì số phận Trái Đất sẽ ra sao?
Theo nghiên cứu mới của Tiến sĩ Lisa Kaltenegger, Giám đốc Viện Carl Sagan (Mỹ) kiêm Phó giáo sư thiên văn học tại Đại học Nghệ thuật và Khoa học (Mỹ), thì một ngoại hành tinh - siêu Trái Đất được phát hiện gần đây có thể là chìa khóa để giải đáp bí ẩn đó, cung cấp những hiểu biết quan trọng về các điều kiện ở rìa bên trong "vùng có thể ở được" (Habitable zone, hay còn gọi là Goldilock zone) của một ngôi sao; cũng như giải đáp câu hỏi tại sao Trái Đất và sao Kim lại phát triển khác nhau như vậy.
Siêu Trái Đất đó có tên LP 890-9c.
Cách đây không lâu, giới thiên văn học phát hiện ra LP 890-9c sau những quan sát của kính viễn vọng không gian của NASA.
LP 890-9c quay quanh ngôi sao chủ có tên LP 890-9 (còn có tên TOI-4306 hay SPECULOOS-2). LP 890-9 là một ngôi sao lùn đỏ, nằm cách Trái Đất khoảng 104 năm ánh sáng, nằm trong chòm sao Eridanus (Ba Giang).
Hệ Mặt Trời LP 890-9 cách chúng ta khoảng 104 năm ánh sáng. Ảnh: Internet
Ngôi sao chủ LP 890-9 có khối lượng chỉ bằng 0,16 khối lượng Mặt Trời, bán kính bằng 0,12 bán kính Mặt Trời và nhiệt độ 2.850 K (2.577 độ C).
Theo nghiên cứu, sao lùn đỏ mát hơn Mặt Trời loại G của chúng ta, vì vậy khi ngoại hành tinh LP 890-9c quay quanh quỹ đạo chỉ cách Mặt Trời của nó 6,4 triệu km, các nhà khoa học cho rằng ngoại hành tinh này có thể chứa nước ở dạng lỏng.
Các nhà khoa học cho biết, LP 890-9, được quay quanh bởi ít nhất 2 hành tinh, là ngôi sao lạnh thứ hai được tìm thấy chứa các hành tinh, sau hệ TRAPPIST-1.
LP 890-9 và hai hành tinh của nó đang cung cấp những hiểu biết quan trọng về các điều kiện ở rìa trong của vùng có thể ở được của một ngôi sao. Ảnh: Adeline Deward, RISE-Illustration.
Hành tinh bên trong, LP 890-9b, lớn hơn Trái Đất khoảng 30% và hoàn thành một quỹ đạo quanh ngôi sao chủ chỉ trong 2,73 ngày.
Hành tinh bên ngoài, chính là LP 890-9c, có kích thước tương tự như hành tinh đầu tiên (lớn hơn Trái Đất khoảng 37%) nhưng có chu kỳ quỹ đạo dài hơn khoảng 8,5 ngày.
Nhóm của chuyên gia Lisa Kaltenegger nhận thấy rằng “siêu Trái đất” LP 890-9c quay quanh rìa bên trong của vùng có thể ở được của Hệ LP 890-9. LP 890-9c, nhận được lượng bức xạ Mặt Trời bằng 91% so với Trái Đất, khiến nó nằm trong cả vùng bảo tồn và vùng có thể ở được. Điều này làm cho siêu Trái Đất LP 890-9c trở thành chìa khóa để hiểu sao Kim và Trái Đất đã tiến hóa như thế nào".
Siêu Trái Đất ẩn chứa "tiên tri" dành cho Trái Đất
Các nhà thiên văn học đang hy vọng quan sát LP 890-9c bằng Kính viễn vọng James Webb để xem liệu họ có thể dự đoán tương lai của Trái Đất khi Mặt Trời mở rộng hay không.
Tiến sĩ Kaltenegger cho biết:"Việc quan sát hành tinh này sẽ cho chúng ta biết điều gì đang xảy ra ở rìa bên trong của vùng có thể ở được - một hành tinh đá có thể duy trì khả năng ở được trong bao lâu khi nó bắt đầu nóng lên từ ánh sáng Mặt Trời. Nó sẽ dạy chúng ta điều gì đó cơ bản về cách các hành tinh đá phát triển dưới nguồn ánh sáng Mặt Trời ngày càng tăng (do Mặt Trời phình to ra trong chu kỳ của nó) và "tiên tri" về điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất một ngày nào đó".
Hình ảnh mô phỏng khả năng tiến hóa của ngoại hành tinh LP 890-9c từ Trái Đất nóng thành sao Kim khô hạn. Nguồn: Viện Carl Sagan/R. Payne
Để khám phá phạm vi của các bầu khí quyển có thể có và đánh giá xem quang phổ truyền dẫn có thể làm sáng tỏ sự khác biệt đó hay không, các nhà thiên văn học đã tạo ra 7 mô hình cho LP890-9c.
Các mô hình của nhóm là mô hình đầu tiên nêu chi tiết sự khác biệt trong các dấu hiệu hóa học được tạo ra bởi các hành tinh đá gần ranh giới bên trong của vùng có thể ở được, dựa trên các biến số bao gồm kích thước, khối lượng, thành phần hóa học, nhiệt độ và áp suất bề mặt, độ cao khí quyển và độ che phủ của mây.
Các tính toán là chìa khóa để ước tính Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA/ESA/CSA sẽ cần bao nhiêu thời gian để xác nhận thành phần cơ bản của bầu khí quyển - nếu có.
Theo dự báo của các nhà thiên văn học, Trái Đất dự kiến sẽ phải hứng chịu mức nhiệt thiêu đốt khi Mặt Trời ngày càng sáng hơn và nóng hơn theo thời gian, khiến các đại dương dần dần bốc hơi và lấp đầy bầu khí quyển bằng hơi nước trước khi bốc hơi hoàn toàn.
Quá trình đó có thể mất bao lâu vẫn chưa được biết và các nhà thiên văn học cho biết LP 890-9c mang đến cơ hội hiếm có để khám phá quá trình tiến hóa đó.
Trước đó, các nhà khoa học Bỉ đã chỉ ra rằng, nếu Mặt Trời phình to ra gấp 100 lần thì các hành tinh gần nó như sao Thủy, sao Kim, Trái Đất sẽ bị "nuốt chửng" trong mức nhiệt nóng khủng khiếp và sự sống sẽ lụi tàn hoàn toàn.
Tiến sĩ Kaltenegger cho biết: "Ngoại hành tinh này (siêu Trái Đất LP 890-9c) là mục tiêu đầu tiên mà chúng ta có thể thử nghiệm các kịch bản khác nhau này. Nếu Trái Đất vẫn nóng hơn nhưng có nước ở thể lỏng và các điều kiện phù hợp cho sự sống thì sự hủy diệt sẽ chậm hơn. Nhưng nếu quá trình đó diễn ra nhanh thì toàn bộ nước trên đại dương sẽ sôi sục và bốc hơi hoàn toàn, sự sống cũng theo đó tàn lụi".
Nhóm các nhà khoa học cho biết, có thể LP 890-9c không có bầu khí quyển và không có sự sống hoặc nó giống sao Kim với những đám mây dày ngăn ánh sáng phản xạ. Do đó, họ cần thời gian nghiên cứu sâu hơn từ các quan sát của hệ thống kính viễn vọng không gian JWST và James Webb.
