Các nhà khoa học vừa có bước ngoặt trong săn tìm sự sống ngoài hệ mặt trời, với việc phát hiện 7 hành tinh giống Trái đất quanh ngôi sao nhỏ Trappist-1 cách Trái đất chỉ 39 năm ánh sáng. Đây là lần đầu tiên phát hiện nhiều hành tinh nhất giống Trái đất trong cùng một hệ hành tinh và hầu hết các hành tinh đó nằm trong khu vực có thể tồn tại sự sống.
7 chị em Trái đất
Năm 2010, Michael Gillon, nhà thiên văn học tại Đại học Liège ở Bỉ, cùng các đồng nghiệp bắt đầu theo dõi các ngôi sao nhỏ nhất lân cận hệ Mặt trời bằng hệ thống kính viễn vọng nhỏ theo dõi hành tinh và vi thể hành tinh qua mặt (Trappist) đặt ở Chile. Qua mặt (transit) là phương pháp phát hiện các hành tinh quanh một ngôi sao bằng cách quan sát ánh sáng từ ngôi sao đó bị mờ đi và bị uốn cong do lực hấp dẫn của hành tinh khi hành tinh đi ngang (qua mặt) giữa ngôi sao và Trái đất. Tháng 5-2016, nhóm Gillon công bố phát hiện 3 hành tinh giống Trái đất quay quanh ngôi sao được đặt tên Trappist-1. Dù Trappist-1 có bức xạ thấp hơn Mặt trời khoảng 1.000 lần, 3 hành tinh này vẫn quá nóng để có thể giữ nước dạng lỏng trên bề mặt.
Phát hiện đã thúc đẩy nhóm Gillon tiếp tục nghiên cứu Trappist-1 bằng Trappist tại Đài Thiên văn Nam Âu (ESO) và kính thiên văn cực lớn (VLT) ở Chile, cùng kính viễn vọng không gian Spitzer của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) và các công cụ khác. Tháng 2-2017, nhóm công bố trên tạp chí Nature về việc phát hiện thêm 4 hành tinh quanh Trappist-1 và cả 7 hành tinh, được đặt tên Trappist-1b, c, d, e, f, g và h, đều giống trái đất. “Đây là một hệ hành tinh đáng kinh ngạc, không chỉ vì chúng tôi đã phát hiện rất nhiều hành tinh, mà còn vì tất cả hành tinh đều kích cỡ Trái đất”, Gillon cho biết.
Mô phỏng 7 hành tinh Trappist-1b, c, d, d, e, f, g và h, theo thứ tự từ ngôi sao Trappist-1. Ảnh: NASA-JPL-Caltech
Trappist-1, cách Trái đất khoảng 39 năm ánh sáng, nằm trong chòm sao Aquarius (Bảo Bình). Để so sánh, dải ngân hà của chúng ta trải rộng 100.000 năm ánh sáng và ngôi sao gần mặt trời nhất là Proxima Centauri cách Mặt trời khoảng 4,2 năm ánh sáng. Trappist-1 chỉ bằng 8% Mặt trời, mát hơn, đỏ hơn và mờ hơn nhiều nên không thể thấy được bằng mắt thường hoặc cả bằng kính thiên văn nghiệp dư cỡ lớn. Trong 7 hành tinh của hệ Trappist-1, có 3 hành tinh Trappist-1e, f và g nằm trong “khu vực có thể tồn tại sự sống”, tức khu vực quanh một ngôi sao mà nước dạng lỏng có thể hình thành trên bề mặt một hành tinh. Hành tinh nằm xa nhất là Trappist-1h có khả năng băng giá, trong khi 3 hành tinh gần nhất là Trappist-1b, c và d lại quá nóng.
Phát hiện 7 hành tinh cỡ Trái đất trong một mẫu nhỏ như thế cho thấy rằng hệ Mặt trời, với 4 hành tinh cỡ Trái đất, có thể không phải một hệ khác thường mà còn nhiều hệ tương tự khác. Phương pháp qua mặt đã sử dụng phát hiện Trappist-1 chỉ hiệu quả nếu các hành tinh và ngôi sao thẳng hàng, nghĩa là còn số hành tinh gấp 20 đến 100 lần vẫn “vô hình” vì chúng không đi ngang giữa 2 ngôi sao, Ignas Snellen, giáo sư thiên văn học tại Đại học Leiden ở Hà Lan, viết trên Nature.
Việc phát hiện 7 hành tinh giống Trái đất trong hệ Trappist-1 mang lại các lựa chọn tốt nhất cho việc săn tìm sự sống ngoài hệ Mặt trời, bởi vì các hệ hành tinh quanh những ngôi sao nhỏ như vậy là những nơi duy nhất có thể phát hiện sự sống trên một hành tinh với công nghệ hiện tại của chúng ta, Gillon cho biết.
Tăng tốc săn tìm
Với phát hiện này, chúng ta đã có một bước nhảy vọt để tăng tốc săn tìm những hành tinh có thể tồn tại sự sống. Khoảng 15% số ngôi sao trong vùng lân cận Mặt trời là các ngôi sao lùn siêu mát như Trappist-1. Nhiều ngôi sao lùn này có cấu trúc đá, có thể tồn tại sự sống, như Trappist-1 cho thấy. Hệ hành tinh tuyệt vời này là minh chứng về việc có nhiều hành tinh có thể tồn tại sự sống, chỉ chờ được phát hiện, Sara Seager, nhà khoa học hành tinh tại Viện Công nghệ Massachusetts, cho biết trong cuộc họp báo NASA ngày 22-2 công bố phát hiện 7 hành tinh.
Brice-Olivier Demory, Giáo sư tại Trung tâm Vũ trụ và khả năng tồn tại sự sống, Đại học Bern, Thụy Sĩ, đồng tác giả nghiên cứu, cũng cho rằng, các yếu tố nằm gần Trái đất với chỉ 39 năm ánh sáng và có thể tồn tại sự sống đã làm Trappist-1 trở thành mục tiêu săn tìm sự sống ngoài hệ Mặt trời hấp dẫn nhất của chúng ta hiện nay.
Tháng 3-2018, NASA có kế hoạch phóng TESS (vệ tinh khảo sát hành tinh qua mặt), sứ mệnh mà các quan chức NASA cho biết có thể phát hiện hàng ngàn hành tinh quanh các ngôi sao gần hệ Mặt trời.
Minh họa bề mặt Trappist-1f, một hành tinh có thể tồn tại sự sống trong hệ Trappist-1. Ảnh: NASA-JPL-Caltech
Cuối năm 2018, kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) 8,8 tỷ USD của NASA sẽ hoạt động, cùng 3 thiết bị khổng lồ trên mặt đất là kính viễn vọng cực lớn châu Âu (E-ELT), kính viễn vọng khổng lồ Magellan (GMT) và kính viễn vọng ba mươi mét (TMT) sẽ bắt đầu quan sát bầu trời từ đầu những năm 2020, nghiên cứu bầu khí quyển các hành tinh ở gần như hệ Trappist-1. Việc phát hiện chỉ ôxy hoặc methane trong khí quyển của một hành tinh không phải bằng chứng thuyết phục của sự sống vì cả 2 loại khí có thể sinh ra từ những quy trình phi sinh học lẫn sinh học, nhưng phát hiện cả 2 loại khí cùng nhau thì giải thích đúng nhất là sự sống đã tạo methane và ôxy đó, theo Shawn Domagal-Goldman, nhà khoa học tại Trung tâm Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, bang Maryland. JWST, E-ELT, GMT và TMT đều có khả năng phát hiện các chất khí là “dấu hiệu sự sống”.
Tiếp theo là phóng một tàu thăm dò tự hành đến tận Trappist-1, tuy còn xa nhưng có triển vọng. Năm ngoái, dự án 100 triệu USD Breakthrough Starshot của nhóm các nhà khoa học và kỹ sư nhằm phát triển các công nghệ tàu thăm dò nhỏ sử dụng năng lượng laser mạnh để đạt tốc độ bằng 20% tốc độ ánh sáng. Nếu Breakthrough Starshot hoạt động, các tàu vũ trụ này có thể đến hệ Trappist-1 sau khi khởi hành khoảng 200 năm.
GIA HY
