Trước khi bắt đầu tìm thấy các hành tinh ngoại hồi thập niên 1990, các nhà thiên văn nghĩ rằng các thế giới ngoài hành tinh sẽ xinh tươi hệt như các hành tinh bạn thấy trong Hệ Mặt trời của chúng ta. Nhưng kể từ thời khắc khám phá ra hành tinh ngoại đầu tiên, rõ ràng là họ đã sai. Hành tinh ngoại đầu tiên, 51 Pegasi b, được khám phá vào năm 1995, là một quả cầu khí đồ sộ giống như Mộc tinh – nhưng không giống Mộc tinh thật sự, nó quay quá gần xung quanh ngôi sao mẹ của nó thành ra nó cực kì nóng. Mới đây hơn, các nhà thiên văn đã tìm thấy các “tiểu Hải vương tinh” – những hành tinh không lớn hơn Trái đất bao nhiêu, với một cái lõi đá, nhưng chứa lượng nước cao hơn lượng chúng ta có nhiều lần.
Nay lại thêm một bất ngờ nữa. Phát biểu tại một buổi họp báo ở Boston, các nhà thiên văn Harvard vừa công bố khám phá một thế giới họ gọi là “mega-Earth”. Tên gọi là Kepler 10c, nó có đường kính khoảng 29.000 km, so với 13.000 km của hành tinh chúng ta, và khối lượng gấp khoảng 17 lần Trái đất. Theo nhà thiên văn vật lí Dimitar Sasselov tại Harvard, hành tinh này đúng là “đại ca của họ nhà Trái đất”.
Ảnh minh họa hành tinh Kepler 10c
Khá bất ngờ là hành tinh như thế rốt cuộc có tồn tại, theo lời Xavier Dumusque, người thực hiện khám phá. “Suy nghĩ ban đầu của chúng tôi,” ông nói, “là chúng tôi thật sự không thể tin nổi.” Nguyên do là vì khi một thiên thể gồm chủ yếu là đá và sắt đạt tới cỡ khoảng 10 lần khối lượng Trái đất thì lực hấp dẫn mạnh của nó bắt đầu hút hết không khí trong vùng phụ cận. Ở gần chúng ta hơn, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh đều có lõi đá bên trong lớn hơn Trái đất, nhưng phần lớn khối lượng của chúng đến từ hydrogen, helium, H2O và các chất khí khác mà chúng đã nuốt lấy ngay khi chúng vừa ra đời.
Tuy nhiên, chẳng hiểu sao Kepler 10c đã không làm được chuyện này. “Chúng tôi thật sự không có ý tưởng nào hay ho cả,” Sasselov nói. Jack Lissauer, một nhà lí thuyết hình thành hành tinh tại Trung tâm Nghiên cứu Ames thuộc NASA, người không có liên quan trong nghiên cứu mới trên, đề xuất rằng có lẽ toàn bộ chất khí bằng cách nào đó đã thoát mất lúc 10c đạt tới kích cỡ “đại ca” của mình, hoặc có lẽ 10c đã được hình thành từ sự va chạm của hai hành tinh đá nhỏ hơn mà không có hành tinh nào trong đó đủ lớn để giữ được chất khí của nó – nhưng ông không nghĩ mỗi giả thuyết này có sức thuyết phục.
Bí ẩn tiếp tục khắc sâu thêm khi bạn xét đến tuổi của ngôi sao bố mẹ, nó khoảng 11 tỉ năm tuổi. Điều đó có nghĩa là ngôi sao mẹ – Kepler 10, cách Trái đất khoảng 560 năm ánh sáng, theo hướng chòm sao Draco – ra đời lúc sau Big Bang chỉ mới 3 tỉ năm hoặc tương đương. Lúc ấy, sắt và silicon – silicon là một thành phần chính của đá, có hàm lượng thấp hơn nhiều so với lúc cách đây 4,6 tỉ năm, lúc Mặt trời của chúng ta ra đời. Nhưng Kepler 10c lại chứa đầy loại vật liệu đó.
Tính giống Trái đất của Kepler 10c không có nghĩa là nó có thể dung dưỡng sự sống. Trước hết, với chu kì quỹ đạo chỉ có 45 ngày, nó ở quá gần ngôi sao mẹ để cho nước giữ được dạng lỏng trên bề mặt của nó. Nó cũng không giống Trái đất lắm về thành phần cấu tạo: khoảng chừng 1% khối lượng của hành tinh chúng ta là những chất dễ bay hơi như oxygen và nước. Kepler 10c thì có hơn 10%. “Nó chắc chắn không phải là anh em song sinh của Trái đất,” Lissauer nói.
Dưới sức ép hấp dẫn cực lớn do toàn bộ khối lượng của Kepler 10c gây ra, phần lớn nước mà nó có được có thể bị giam ép trong các khoáng chất, hoặc bị nén thành dạng rắn bất chấp nhiệt độ cao. “Tôi gọi nó là một hành tinh rắn,” Sasselov nói, “chứ không phải một hành tinh đá”.
Kepler 10c không đơn độc ở đó; nó có một đứa em nhỏ hơn gọi là Kepler 10b. Hành tinh này, được khám phá hồi năm 2011, cũng có cấu tạo đá là chủ yếu, nhưng nó chỉ gấp 3 lần khối lượng Trái đất. Tuy nhiên, nó cũng ở gần ngôi sao mẹ hơn nhiều, và do đó còn nóng hơn nữa. Nếu chẳng phải vì nhiệt độ khủng khiếp mang lại cho nó biệt danh “hành tinh dung nham”, thì một thế giới như 10b có thể là một nơi lí tưởng để tìm kiếm các sinh vật sống. Và thực tế hệ sao này có hai hành tinh đá có nghĩa là chẳng có gì điên rồ nếu nghĩ rằng có thể có một hành tinh thứ ba thật sự giống với Trái đất của chúng ta – mặc dù chưa có bằng chứng nào rằng một thế giới như thế thật sự có tồn tại.
“5 năm trước đây, tôi còn cãi rằng chúng ta không nên tốn công tìm kiếm các hành tinh đá xung quanh những ngôi sao già như thế,” Sasselov nói. “Sau tuần này tôi đã thay đổi suy nghĩ.”
Nguồn: Time
