Tuần này, các nhà khoa học đã thông báo rằng Kính viễn vọng Không gian James Webb, trong số rất nhiều tài năng của nó có thể phân tích bầu khí quyển của các ngoại hành tinh, chỉ xác nhận sự hiện diện của carbon dioxide trên một thế giới quay quanh mặt trời cách xa 700 năm ánh sáng. Đây là quan sát đầu tiên về CO2 trong bầu khí quyển hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Nhưng khám phá đó, được thực hiện về một thế giới rất khác với thế giới của chúng ta, chỉ là hương vị đầu tiên về những gì các công cụ của Webb có thể sớm tiết lộ. Các nhà thiên văn học háo hức huấn luyện kính viễn vọng trên các hành tinh như Trái đất, nơi có rất nhiều nước ở dạng lỏng, một thành phần quan trọng cho sự sống như chúng ta biết. Trong những tháng và năm tới, chắc chắn họ sẽ có cơ hội.
Có một số hành tinh giống Trái đất đầy hứa hẹn mà Webb có thể nghiên cứu trong tương lai gần, nhưng trong một bài báo được xuất bản gần đây trong Tạp chí Thiên văn, các nhà khoa học từ Đại học Montreal cho rằng họ đã phát hiện ra một trong những ứng cử viên tốt nhất như vậy.
Hành tinh này quay quanh một ngôi sao trong hệ nhị phân TOI-1452, cách chúng ta 100 năm ánh sáng. Nó lớn hơn Trái đất khoảng 70%—một loại ngoại hành tinh được gọi là siêu Trái đất—và các quỹ đạo trong một khu vực mà các nhà khoa học gọi là khu dân cư nơi có thể có nước lỏng. Tuy nhiên, điều thú vị hơn nữa là thực tế mật độ của hành tinh gợi ý về sự hiện diện của một đại dương toàn cầu.
Thế giới nước
Gợi ý về TOI-1452 b lần đầu tiên xuất hiện trong dữ liệu do kính viễn vọng không gian TESS thu thập. Nhóm nghiên cứu đã xác nhận thêm sự tồn tại của hành tinh này và xác định các thuộc tính chính bằng các quan sát trên mặt đất. Bằng cách đo mức độ dao động của một hành tinh quay quanh ngôi sao mẹ của nó, các nhà nghiên cứu có thể ước tính khối lượng của nó, đồng thời phân tích lượng ánh sáng mà nó chặn khi di chuyển giữa ngôi sao của nó và Trái đất mang lại ước tính về kích thước của nó.
Mặt trời của TOI-1452 b là một ngôi sao lùn đỏ nhỏ hơn và mờ hơn mặt trời. Vì vậy, trong khi hành tinh này ở trong quỹ đạo hẹp so với Trái đất—hoàn thành một vòng quanh mặt trời của nó sau mỗi 11 ngày—nó nhận được lượng bức xạ mặt trời tương đương với Sao Kim. Điều đó đặt nó vào giữa vùng có thể ở được của ngôi sao. Kết hợp với mật độ thấp đáng ngạc nhiên của nó, một giả thuyết hàng đầu cho rằng TOI-1452 b là một thế giới nước.
Một mô hình trong nghiên cứu ước tính nước có thể chiếm 30 phần trăm khối lượng của hành tinh. Để so sánh, nước bao phủ 70% bề mặt Trái đất nhưng chỉ chiếm 1% khối lượng của nó. Vì vậy, nếu mô hình được chứng minh là chính xác, toàn bộ bề mặt của TOI-1452 b có thể được bao phủ bởi một đại dương toàn cầu sâu hơn bất kỳ đại dương nào trên Trái đất.
“TOI-1452 b là một trong những ứng cử viên tốt nhất cho một hành tinh đại dương mà chúng tôi đã tìm thấy cho đến nay,” Charles Cadieux nói, một nhà thiên văn học tại Đại học Montreal và là tác giả chính của bài báo mới. “Bán kính và khối lượng của nó cho thấy mật độ thấp hơn nhiều so với những gì người ta mong đợi đối với một hành tinh về cơ bản được tạo thành từ kim loại và đá, như Trái đất.”
Từ khóa là ứng cử viên. Dữ liệu để lại nhiều chỗ cho sự không chắc chắn về việc liệu hành tinh này có thực sự là một hành tinh đại dương hay không. Bài báo cũng khám phá các kịch bản trong đó hành tinh là một tảng đá không có bầu khí quyển hoặc đá với bầu khí quyển mở rộng gồm các khí nhẹ như hydro và heli. Cách duy nhất để biết chắc chắn là hãy xem.
Viên bi màu xanh tiếp theo
Khi ánh sáng chiếu qua bầu khí quyển của ngoại hành tinh, các thành phần hóa học khác nhau sẽ hấp thụ các bước sóng đặc trưng. Quang phổ thu được giống như dấu vân tay về thành phần hóa học của bầu khí quyển, những khoảng trống thông báo sự hiện diện của các nguyên tố khác nhau như hydro và heli hoặc các phân tử như hơi nước. Tuy nhiên, cho đến nay, khả năng phân tích trực tiếp bầu khí quyển của ngoại hành tinh, đặc biệt là bầu khí quyển xung quanh các hành tinh nhỏ hơn, vẫn còn hạn chế.
Nhưng với Webb, nhân loại có thêm một cặp kính mới cho công việc. Ngoài các thuộc tính vật lý của TOI-1452 b, hành tinh này cũng tương đối gần Trái đất và vị trí của nó trên bầu trời có thể quan sát quanh năm. Các nhà khoa học cho biết họ hy vọng sẽ sớm đặt được thời gian trên kính viễn vọng để trực tiếp xác nhận hoặc bác bỏ giả thuyết của họ.
Liệu hành tinh cụ thể này có phát triển hay không là một phần quan trọng. Điều thú vị hơn là khả năng mới của chúng ta để nhìn vào bầu khí quyển của một danh sách các hành tinh hứa hẹn cách xa hàng năm ánh sáng. Hoàn toàn có khả năng các nhà khoa học sẽ sớm định vị và xác nhận một thế giới đại dương quay quanh một ngôi sao khác: Viên bi xanh đầu tiên bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Từ đó, chúng ta có thể tìm thấy nhiều viên bi hơn, và trong khi Webb không được thiết kế rõ ràng để phát hiện dấu hiệu sinh học—dấu vân tay hóa học của chính sự sống—kính viễn vọng sắp tới sẽ là. Chúng bao gồm Kính thiên văn Magellan khổng lồ trên mặt đất, Kính viễn vọng ba mươi mét và Kính thiên văn cực lớn châu Âu.
Khi danh sách các thế giới đại dương đã được xác nhận của chúng ta phát triển, thì danh sách các mục tiêu đầy hứa hẹn của chúng ta cho các kính viễn vọng trong tương lai này cũng tăng lên và, trong điều chắc chắn sẽ là một khám phá chấn động thế giới, cuối cùng chúng ta cũng có thể theo dõi những dấu hiệu đầu tiên của sự sống trong khoảng trống cô đơn.
