Phát hiện bầu khí quyển của ngôi sao đá giống Trái Đất

Ngày 8/9, tạp chí Astrophysical Journal Letters đăng tải 2 nghiên cứu mới công bố kết quả quan trọng từ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST). Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học phát hiện bằng chứng sơ bộ cho thấy sự tồn tại của một bầu khí quyển trên hành tinh đá TRAPPIST-1e, nằm trong quỹ đạo ôn hòa quanh một ngôi sao cách Trái Đất khoảng 40 năm ánh sáng. Đây là một trong 7 hành tinh nhỏ thuộc hệ TRAPPIST-1, nơi ngôi sao mẹ là sao lùn đỏ có kích thước và độ sáng thấp hơn nhiều so với Mặt Trời.

Những nỗ lực tìm kiếm khí quyển trong hệ hành tinh này trước đó đều không thành công. 3 hành tinh gần sao nhất chỉ được xác định là những khối đá khô cằn, hoàn toàn không có không khí. Tuy nhiên, dữ liệu thu thập từ JWST đã hé lộ một kịch bản khác ở TRAPPIST-1e, hành tinh thứ 4 trong hệ, đồng thời biến nó trở thành ứng cử viên tiềm năng nhất trong cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.

Phân tích từ JWST cho thấy TRAPPIST-1e khó có khả năng sở hữu bầu khí quyển giàu carbon dioxide giống sao Kim hay sao Hỏa, cũng không phù hợp với kịch bản chứa hydro và methane. Thay vào đó, phổ quan sát cho thấy khả năng tồn tại lớp khí quyển giàu nitơ phân tử, kèm một lượng nhỏ carbon dioxide và methane. Điều này đặc biệt đáng chú ý, bởi trên Trái Đất, nitơ chiếm khoảng 78% thành phần không khí. Nếu giả thuyết này được xác nhận, TRAPPIST-1e có thể trở thành ngoại hành tinh giống Trái Đất nhất từng được phát hiện.

Hệ hành tinh TRAPPIST-1 được khám phá vào các năm 2016 và 2017 bởi nhà khoa học Michaël Gillon thuộc Đại học Lìege (Bỉ) cùng cộng sự, thông qua kính viễn vọng TRAPPIST–South đặt tại đài quan sát La Silla (Chile) và kính viễn vọng Spitzer của NASA. Phát hiện này đã đưa TRAPPIST-1 trở thành một trong những hệ hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời được quan tâm nhất, bởi cả 7 hành tinh đều có kích thước gần bằng Trái Đất, trong đó một số nằm trong vùng có thể tồn tại nước lỏng và điều kiện thích hợp cho sự sống.

Khác với Hệ Mặt Trời, vùng có thể ở được quanh sao lùn đỏ TRAPPIST-1 nhỏ hơn rất nhiều. Toàn bộ 7 hành tinh của hệ có thể “nằm gọn” trong quỹ đạo của sao Thủy. Thế nhưng, sự gần gũi với một ngôi sao lùn đỏ lại mang theo nhiều rủi ro, do các sao loại này thường xuyên xảy ra những vụ phun trào dữ dội. Yuka Fujii, nhà khoa học tại Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản, cho biết: “Các sao như TRAPPIST-1 phát ra rất nhiều bức xạ cực tím mạnh có thể thổi bay bầu khí quyển của những hành tinh gần đó. Chúng ta vẫn chưa thể khẳng định rằng những hành tinh kích thước Trái Đất trong vùng có thể ở được quanh sao lùn đỏ có thể giữ được khí quyển. Vì thế nếu TRAPPIST-1e có khí quyển, điều đó sẽ vô cùng đáng khích lệ.”

Đồng quan điểm, Caroline Piaulet-Ghorayeb, nhà thiên văn tại Đại học Chicago, nhấn mạnh: “Nếu một ngôi sao biến động như vậy mà vẫn có thể duy trì hành tinh ở được, thì điều đó có nghĩa số lượng các ngôi sao có thể sở hữu hành tinh có khí quyển lớn hơn nhiều so với chúng ta nghĩ.”

Dịch: Scientificamerican