Phát hiện ngoại hành tinh có thể là 'bản sao' của Trái Đất

Các nhà thiên văn học vừa công bố những phát hiện mới về GJ 3378b, một ngoại hành tinh đá nằm cách Trái Đất khoảng 25 năm ánh sáng.

Kết quả nghiên cứu cho thấy thiên thể này có nhiều đặc điểm tương đồng với Trái Đất hơn so với các đánh giá trước đây, qua đó trở thành một trong những ứng cử viên sáng giá cho hình mẫu "bản sao" của hành tinh chúng ta, đồng thời là mục tiêu đầy triển vọng trong hành trình tìm kiếm các thế giới có khả năng duy trì nước lỏng và hỗ trợ sự sống ngoài Hệ Mặt Trời.

Nghiên cứu đăng trên tạp chí The Astrophysical Journal cho biết GJ 3378b quay quanh một ngôi sao lùn đỏ loại M4V có kích thước nhỏ và nhiệt độ thấp, thuộc chòm sao Lộc Báo (Camelopardalis) ở bán cầu Bắc, cách Trái Đất khoảng 7,7 parsec, tương đương 25 năm ánh sáng.

Ngoại hành tinh này được phát hiện lần đầu vào năm 2024. Tuy nhiên, nhờ các phép đo vận tốc xuyên tâm mới được thực hiện bằng thiết bị Habitable-Zone Planet Finder (HPF) tại Đài quan sát McDonald và máy quang phổ NEID tại Đài quan sát Kitt Peak, các nhà khoa học đã xác định lại khối lượng và quỹ đạo của GJ 3378b với độ chính xác cao hơn.

Theo ông Paul Robertson, nhà thiên văn học thuộc Đại học California, Irvine và là tác giả chính của nghiên cứu, việc tìm kiếm các hành tinh có khả năng tồn tại sự sống luôn bắt đầu từ yếu tố quan trọng nhất là nước.

"Phương châm của chúng tôi là 'hãy lần theo dấu vết của nước'. Nước là điều kiện thiết yếu đối với mọi dạng sự sống đã được biết đến trên Trái Đất. Vì vậy, đây luôn là yếu tố đầu tiên chúng tôi tìm kiếm khi đánh giá liệu một môi trường có khả năng duy trì sự sống hay không", ông cho biết trong thông cáo báo chí.

Nhóm nghiên cứu cho biết việc xác định chính xác khối lượng của ngoại hành tinh có ý nghĩa quan trọng trong việc làm rõ bản chất của thiên thể này. Khi GJ 3378b chuyển động quanh ngôi sao chủ, lực hấp dẫn của nó tạo ra những dao động rất nhỏ trên ngôi sao. Bằng cách phân tích các dao động này, các nhà thiên văn học có thể xác định khối lượng cũng như quỹ đạo của hành tinh.

Ông Robertson cho biết thiết bị Habitable-Zone Planet Finder được thiết kế chuyên biệt để quan sát ở dải hồng ngoại - bước sóng đặc biệt phù hợp với các sao lùn đỏ.

"Các ngôi sao càng nhỏ thì càng lạnh và phần lớn năng lượng của chúng được phát ra ở bước sóng hồng ngoại. Vì vậy, chúng tôi đã lắp đặt một máy quang phổ hồng ngoại trên kính thiên văn đường kính 10 mét (33 feet), qua đó tăng khả năng thu nhận ánh sáng để quan sát những ngôi sao có độ sáng yếu."

Ông Michael Endl, nhà thiên văn học tại Đại học Texas ở Austin, thành viên Trung tâm Nghiên cứu Khả năng tồn tại sự sống của các Hệ hành tinh và đồng tác giả nghiên cứu, cho rằng độ chính xác của thiết bị là yếu tố quyết định trong việc phát hiện các ngoại hành tinh có khối lượng nhỏ.

"Theo đuổi lĩnh vực này đồng nghĩa với việc phải đạt độ chính xác cao nhất. Để phát hiện những hành tinh có khối lượng nhỏ, chúng tôi phải tìm kiếm các tín hiệu vô cùng yếu. Nếu thiết bị không đủ chính xác thì sẽ không thể phát hiện được chúng."

Kết quả phân tích mới đã làm thay đổi đáng kể nhận thức của giới khoa học về GJ 3378b. Khi được công bố vào năm 2024, hành tinh này được ước tính có khối lượng khoảng 5,3 lần Trái Đất. Tuy nhiên, dữ liệu mới cho thấy khối lượng tối thiểu của GJ 3378b chỉ còn khoảng 2,3 lần khối lượng Trái Đất, trong khi chu kỳ quỹ đạo cũng được điều chỉnh từ 24,7 ngày xuống còn khoảng 21 ngày.

Việc khối lượng được điều chỉnh giảm đáng kể đồng nghĩa GJ 3378b nhiều khả năng là một hành tinh đá thay vì một hành tinh giàu khí như những giả thuyết trước đó. Kết quả này cũng củng cố vị trí của GJ 3378b trong nhóm "siêu Trái Đất" - những hành tinh có khối lượng lớn hơn Trái Đất nhưng được cho là có bề mặt rắn.

Theo thông cáo báo chí, sao lùn đỏ là nhóm sao có nhiệt độ thấp nhất, đồng thời có kích thước nhỏ hơn và độ sáng yếu hơn nhiều so với Mặt Trời nên thường có màu đỏ. Đây cũng là loại sao phổ biến nhất trong Dải Ngân Hà, chiếm khoảng 70% tổng số ngôi sao.

"Khoảng 70% số ngôi sao trong thiên hà của chúng ta là sao lùn đỏ, vì vậy chúng được xem là dạng sao phổ biến nhất. Do đó, việc hiểu rõ quần thể hành tinh quay quanh những ngôi sao này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng", ông Endl cho biết.

Theo nhà thiên văn học này, mục tiêu cuối cùng của các nghiên cứu không chỉ là phát hiện thêm các ngoại hành tinh mà còn tìm kiếm bằng chứng về sự sống ngoài Trái Đất.

"Hiện nay, chúng tôi vẫn đang trong giai đoạn khảo sát khu vực lân cận của Hệ Mặt Trời để tìm kiếm các hành tinh quay quanh những ngôi sao gần nhất, bởi đây sẽ là những mục tiêu thuận lợi nhất để phát hiện các dấu hiệu sinh học. GJ 3378b giúp chúng ta tiến thêm một bước trong việc hiểu rõ những 'hàng xóm' gần Trái Đất và xác định đâu là những thế giới có thể thích hợp cho sự sống."