Một hành tinh ngoại có thể có sự sống

Ảnh lớn bên trái là sơ đồ mô hình khí hậu toàn cầu dùng để nghiên cứu Gliese 581d. Vùng tô màu đỏ/xanh thể hiện nhiệt độ bề mặt nóng/lạnh, còn những mũi tên thể hiện tốc độ gió ở độ cao 2 km trong khí quyển. Ảnh bên phải là hình minh họa hành tinh ngoại đang quay xung quanh ngôi sao lùn đỏ của nó. (Ảnh: LMD/CNRS)

Một hành tinh đang quay xung quanh một ngôi sao ở cách Trái đất 20 năm ánh sáng có thể có những điều kiện thích hợp để dung dưỡng sự sống. Các mô phỏng do một đội nhà khoa học ở Pháp thực hiện cho thấy hành tinh trên, tên gọi là Gliese 581d, có thể chứa nước ở thể lỏng, có những đám mây và mưa rào, ngoài ra còn có gió làm phân bố nhiệt mà nó hấp thụ từ ngôi sao của nó. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận rằng các mô phỏng đó có thể là không đúng và hành tinh trên có ít hoặc không có khí quyển – hoặc thậm chí nó bị tẩm liệm trong một lớp dày hydrogen và helium.

Được quan sát lần đầu tiên hồi năm 2007, một số nhà thiên văn nghĩ Gliese 581d là một hành tinh đá với khối lượng ít nhất bằng bảy lần khối lượng của Trái đất, đưa nó vào hàng ngũ “siêu Trái đất”. Nó là một trong 500 hành tinh ngoài hệ mặt trời (hành tinh ngoại) mà các nhà thiên văn đã tìm thấy đang quay xung quanh những ngôi sao khác ngoài Mặt trời của chúng ta. Tuy nhiên, không có hành tinh ngoại nào trong số này tỏ ra vừa giống Trái đất vừa quay bên trong “vùng ở được” của ngôi sao của nó, nơi những điều kiện trên hành tinh vừa đủ thích hợp cho sự sống xuất hiện.

Nay các mô phỏng khí hậu trên Gliese 581d, thực hiện bởi Robin Wordsworth, François Forget cùng các đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm Động lực Khí tượng học và trường Đại học Bordeaux, cho thấy hành tinh ngoại trên có khả năng có sự sống. Thật vậy, đội nghiên cứu mô tả Gliese 581d là “hành tinh ngoại cỡ địa cầu đầu tiên được phát hiện nằm trong vùng ở được”.

Gliese 581d là một trong sáu hành tinh ngoại được cho là quay xung quanh ngôi sao lùn đỏ Gliese 581. Nó nhận khoảng một phần ba năng lượng mà Trái đất nhận từ Mặt trời và còn có một phía nóng luôn luôn hướng mặt về ngôi sao của nó và một phía tối, lạnh lẽo. Sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa hai bán cầu gây khó khăn cho hành tinh duy trì bầu khí quyển dày cần thiết cho sự sống.

Các mô hình khí quyển

Wordsworth và đồng nghiệp đã mô phỏng các điều kiện trên Gliese 581d bằng một mô hình khí quyển 3D tương tự như mô hình dùng để nghiên cứu khí hậu của Trái đất. Nghiên cứu này dựa trên cơ sở là hành tinh có khí hậu bị chi phối bởi hiệu ứng nhà kính của carbon dioxide và nước, cái các nhà nghiên cứu nghĩ là một giả thuyết hợp lí vì rằng khí hậu của Kim tinh, Trái đất và Hỏa tinh được xác định bởi những chất khí này. Những mô phỏng thu được cho thấy Gliese 581d có thể có một bầu khí quyển dày – và nó có thể đủ ấm để có các đại dương, các đám mây (cả nước và carbon dioxide) và mưa rào.

Theo các nhà nghiên cứu, một yếu tố then chốt hướng đến sự ở được là màu đỏ của ngôi sao bố mẹ của hành tinh trên. Sự tán xạ Rayleigh trong khí quyển của một hành tinh thường có xu hướng làm phản xạ ánh sáng tới màu xanh trở vào trong không gian. Tuy nhiên, Gliese 581 phát ra ít ánh sáng màu xanh và vì thế hành tinh ngoại trên hấp thụ tỉ lệ phần trăm ánh sáng của ngôi sao của nó nhiều hơn so với Trái đất và Mặt trời. Các mô phỏng của sự đối lưu bên trong khí quyển cho thấy phần lớn lượng nhiệt này có thể được vận chuyển đến phía tối của hành tinh ngoại, có lẽ ngăn không cho khí quyển ở đó hoàn toàn đông đặc.

Nếu những mô phỏng trên là đúng, thì các điều kiện trên Gliese 581d sẽ rất khác với các điều kiện trên Trái đất chúng ta. Bầu khí quyển dày đặc sẽ cho ít ánh sáng đi tới mặt đất, cho nên theo các nhà nghiên cứu, có lẽ hành tinh trên sẽ luôn nhuốm trong ánh đỏ hoàng hôn nhập nhoạng.

Hoặc có lẽ không thích hợp cho sự sống

Tuy nhiên, đội nghiên cứu thừa nhận, các điều kiện trên Gliese 581d có thể rất khác với các điều kiện mô tả trong chương trình mô phỏng. Hành tinh ngoại trên có thể có ít hoặc không có khí quyển, nhờ một cơn gió sao dữ dội từ Gliese 581 thổi đến trong những năm tháng đầu đời của nó. Hoặc Gliese 581d có thể có một lớp dày hydrogen và helium trong khí quyển của nó, đưa đến một bầu khí hậu kém thích hợp cho sự sống hơn nhiều.

Để hiểu rõ hơn khí quyển của hành tinh ngoại trên, đội nghiên cứu lập ra một danh sách những phép đo quang phổ của khí quyển của hành tinh ngoại trên mà họ hi vọng sẽ được thực hiện bởi các nhà thiên văn học trong tương lai. Mặc dù các nhà nghiên cứu tin rừng những phép đo đó nằm ngoài khả năng của những kính thiên văn mặt đất và kính thiên văn vũ trụ ngày nay, nhưng sự gần gũi của hành tinh ngoại trên với Trái đất có nghĩa là những thế hệ thiết bị tiếp theo có thể làm sáng tỏ thêm về Gliese 581d.

Nguồn: physicsworld.com