Giờ đây việc tìm ra người ngoài hành tinh đang DỄ hơn bao giờ hết

Nhắc đến câu chuyện tìm kiếm người ngoài hành tinh, nhiều người cho rằng đó là một việc làm viển vông. Một phần lí do là vì việc xác định hành tinh có tiềm năng nuôi dưỡng sự sống rất khó, nên kết quả đem lại là cực kỳ hạn chế.

Hiện tại, con người mới chỉ biết đến duy nhất một điều kiện nuôi dưỡng được sự sống trong vũ trụ, đó chính môi trường giống Trái đất của chúng ta. Theo đó thì về cơ bản, một hành tinh nuôi dưỡng được sự sống phải dựa vào 3 yếu tố: Có bầu khí quyển ổn định, có khoảng cách hợp lý với sao chủ, và có khả năng giữ nước dạng lỏng trên bề mặt.

Việc xác định được hơi nước trong bầu khí quyển ở các hành tinh xa xôi vẫn là làm được, nhưng rất khó. Tuy nhiên theo một nghiên cứu mới đây do nhà khoa học Yuka Fujii từ Viện nghiên cứu không gian của NASA (GISS), mọi chuyện có thể thay đổi.

Bằng cách sử dụng các mô hình 3 chiều và tính đến mọi dữ kiện trên phạm vi toàn cầu, nghiên cứu chỉ ra rằng số lượng các hành tinh ngoài hệ Mặt trời (ngoại hành tinh - exoplanet) nuôi dưỡng được sự sống phổ biến hơn chúng ta tưởng.

Có lẽ ai cũng biết, nước là thứ quan trọng nhất để nuôi dưỡng sự sống. Nhưng để có nước, một hành tinh cần có một bầu khí quyển ổn định và ấm áp, và sự ổn định ấy phải được duy trì trong hàng tỉ năm mới đủ điều kiện để sự sống xuất hiện và tiến hóa.

Bầu khí quyển của hành tinh phải đủ điều kiện

Trong quá khứ, khoa học đã từng xác định được hơi nước trong nhiều exoplanet, nhưng hầu hết đều là các tinh cầu khí, có quỹ đạo rất gần với sao chủ, nên chắc chắn không thể ở được. 

Còn đối với các hành tinh bề mặt rắn, giới chuyên gia phải phụ thuộc vào các mô hình 1 chiều để tính toán sự hiện diện của nước. Họ tính đến lượng hydro trên khí quyển - hơi nước bay lên sẽ tách thành hydro và oxy nếu tiếp xúc với tia cực tím - qua đó biết được lượng nước dạng lỏng có trên bề mặt hành tinh.

Nhưng theo Fujii, các mô hình ấy rất hạn chế. Vì để xác định được hơi nước trong khí quyển, nhiệt độ của hành tinh ấy phải lên tới 66 độ C, quá khắc nghiệt so với chúng ta. Hơn nữa, phương pháp 1 chiều phải dựa cả vào những giả định không thể nắm bắt - bao gồm vòng tuần hoàn nhiệt và nước của hành tinh, cũng như hiệu ứng đem lại từ mây trên hành tinh đó. 

Để xác định chúng, Fujii và nhóm nghiên cứu lần này dựa vào mô hình tuần hoàn 3 chiều (GCMs), trong đó tính đến cả sự lưu thông khí quyển và hoàn lưu khí hậu. Họ bắt đầu với những hành tinh có bầu khí quyển giống Trái đất, và đã từng được bao phủ bởi đại dương. 

Theo đó, Fujii có thể tìm hiểu sự khác biệt giữa khoảng cách của nhiều ngôi sao ảnh hưởng thế nào đến điều kiện bề mặt hành tinh. Qua đó, họ xác định được việc thay đổi quỹ đạo và tiếp xúc với bức xạ từ Mặt trời sẽ tác động hơi nước như thế nào.

Và cuối cùng, họ nhận ra các ngôi sao loại M (sao lùn đỏ) phát ra các bức xạ cận hồng ngoại (NIR). Đối với một số hành tinh, việc ở gần các ngôi sao loại M tạo ra những cơn bão đối lưu, giúp hình thành những đám mây đủ dày để bảo vệ hành tinh khỏi bức xạ. Mặt khác, bức xạ NIR đủ để làm ấm hành tinh.

Điều này có nghĩa rằng, các hành tinh dù ở gần sao chủ vẫn có thể sở hữu một môi trường tương tự Trái đất - nóng và ẩm. Hơn nữa, mô hình cũng chỉ ra rằng bức xạ NIR có thể làm tăng hơi ẩm trong tầng bình lưu ở một số hành tinh, cho đến thời điểm hành tinh ấy đủ sức nuôi dưỡng sự sống. 

Được biết, sao lùn đỏ là loại sao phổ biến nhất trong vũ trụ - ước tính lên tới 75% số các sao trong Dải ngân hà. Với phương pháp tiếp cận mới này, chúng ta hiểu được rằng số lượng các hành tinh có thể nuôi dưỡng sự sống là rất nhiều .

Ngoài ra, nghiên cứu cũng góp phần đem lại hy vọng cho 7 "bản sao" của Trái đất thuộc hệ TRAPPIST-1. Trước kia, có nghiên cứu cho rằng vì ở khoảng cách quá gần, những ngôi sao này có thể mất hết bầu khí quyển do bức xạ từ sao chủ.

Nhưng nghiên cứu chỉ ra kết quả ngược lại. Hệ Mặt trời 2.0 vẫn có thể là một địa điểm tiềm năng nuôi dưỡng sự sống. Thậm chí, có cả người ngoài hành tinh cũng nên.