Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên gọi là K2-18b, quỹ đạo của hành tinh này nằm bên trong vùng ở được của một sao lùn đỏ, nghĩa là hành tinh này có thể dung dưỡng sự sống. Quan sát được thực hiện bởi các nhà thiên văn tại Đại học College London, thông qua Kính thiên văn Vũ trụ Hubble. Mặc dù bằng chứng cho hơi nước có vẻ thuyết phục, song các nhà khoa học cho biết họ sẽ phải cần đến thế hệ kính thiên văn tiếp theo để hiểu rõ hơn về khí quyển của hành tinh này.
Các nhà thiên văn đã biết hàng nghìn hành tinh ngoài hệ mặt trời – các hành tinh quay xung quanh các sao khác ngoài Mặt Trời ra. Do các phương pháp quan sát được cải tiến, nên các nhà khoa học đang bắt đầu nghiên cứu khí quyển của một số hành tinh này. Bằng chứng cho hơi nước trong khí quyển của những hành tinh khí khổng lồ ở xa – những hành tinh tương tự Thổ tinh hay Mộc tinh – đã được tìm thấy, nhưng đây là lần đầu tiên nước được phát hiện trong khí quyển của một hành tinh xa xôi giống-Trái Đất nằm trong vùng ở được của ngôi sao chủ của nó. Vùng này là một dải quỹ đạo trong đó nước thể lỏng – và có khả năng cả sự sống – có thể tồn tại trên một hành tinh.
Tuy nhiên, K2-18b không giống hệt Trái Đất. Nó là một “siêu Trái Đất” nặng gấp tám lần khối lượng hành tinh chúng ta và quay hết một vòng xung quanh ngôi sao của nó chỉ trong vòng 33 ngày Trái Đất.
Hình minh họa K2-18b và sao lùn đỏ của nó
Chữ kí quang phổ
Các nhà khoa học đã sử dụng Camera Trường Rộng 3 của Hubble quan sát tám lần đi qua của K2-18b. Một lần đi qua xảy ra khi một hành tinh đi qua giữa Trái Đất và ngôi sao đồng hành của hành tinh và gây ra một sự giảm nhẹ lượng ánh sáng sao đi tới một kính thiên văn đang quan sát. Một phần ánh sáng đi tới kính thiên văn trong một lần đi qua đã từng xuyên qua khí quyển của hành tinh và ánh sáng này có thể được phân tích để tìm chữ kí quang phổ của nước.
Đội nghiên cứu đã phân tích dữ liệu quang phổ, sử dụng ba mô hình khí quyển về K2-18b. Mô hình thứ nhất mô tả khí quyển này là không mây và chỉ bao gồm nước, hydrogen phân tử và helium. Mô hình thứ hai giống mô hình thứ nhất, ngoại trừ là có thêm nitrogen phân tử. Mô hình thứ ba bao gồm các đám mây, nước, hydrogen phân tử và helium.
Phân tích của họ cho thấy xu thế nghiêng nhẹ về mô hình thứ nhất, nhưng có khả năng cả ba mô hình có ý nghĩa thống kê như nhau.
Phải chăng Trái Đất là độc nhất?
Angelos Tsiaras, người đứng đầu nghiên cứu trên, cho biết “Việc tìm thấy nước trên một thế giới có tiềm năng ở được ngoài Trái Đất ra là hết sức hào hứng. K2-18b không phải ‘Trái Đất 2.0’ vì nó nặng hơn nhiều và có một thành phần khí quyển khác. Tuy nhiên, nó mang chúng ta tiến gần hơn đến việc trả lời cho câu hỏi căn bản: Phải chăng Trái Đất là độc nhất?”
Thành viên đội nghiên cứu, Ingo Waldmann cho biết thêm, “Với quá nhiều siêu-Trái Đất mới được kì vọng tìm thấy trong đôi thập niên tới, có khả năng đây là khám phá đầu tiên về nhiều hành tinh có tiềm năng ở được.”
Các nhà thiên văn muốn nhìn kĩ hơn vào khí quyển của K2-18b có lẽ phải chờ cho đến thế hệ kính thiên văn tiếp theo đi vào hoạt động. Thành viên đội nghiên cứu Giovanna Tinetti cho biết, “Khám phá của chúng ta khiến K2-18b trở thành một trong những mục tiêu thú vị nhất cho nghiên cứu trong tương lai.” Bà cho biết thêm, “Hơn 4.000 ngoại hành tinh đã được phát hiện nhưng chúng ta không biết nhiều về thành phần và bản chất của chúng. Bằng cách quan sát một số lượng lớn mẫu hành tinh, chúng ta hi vọng vén màn các bí ẩn về hóa học, sự hình thành và tiến hóa của chúng.”
Các quan sát được mô tả trên tạp chí Nature Astronomy.
Một phép đo độc lập về hơi nước trên K2-18b cũng đã được thực hiện bởi Björn Benneke tại Đại học Montreal cùng các cộng sự. Đội này cũng sử dụng Camera Trường Rộng 3 và họ mô tả các quan sát của mình trong một bản thảo đăng trên arXiv.
Nguồn: physicsworld.com
