Lần đầu phát hiện khí quyển trên hành tinh đá trong vùng có thể sống được

Các nhà thiên văn học lần đầu tiên phát hiện khí quyển trên một ngoại hành tinh đá tương tự Trái Đất. Hành tinh này nằm trong vùng có thể sống được của ngôi sao chủ (một phạm vi khoảng cách nhất định xung quanh một ngôi sao), nơi có thể thích hợp cho sự sống tồn tại. Đây là một cột mốc quan trọng trong công cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất của các nhà thiên văn học.

Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard–Smithsonian (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, CfA) cho biết trong thông cáo báo chí công bố ngày 16/7 rằng phát hiện này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất cho thấy những hành tinh có thành phần cấu tạo và nhiệt độ tương tự Trái Đất, có khả năng duy trì sự sống, có thể tồn tại bên ngoài Hệ Mặt Trời.

Nhà nghiên cứu Collin Cherubim, tác giả chính của báo cáo nghiên cứu và gần đây đã nhận bằng tiến sĩ Khoa học Trái Đất và Hành tinh tại Đại học Harvard, giải thích: “Như chúng ta đã biết, khí quyển rất quan trọng đối với việc một hành tinh duy trì sự sống”.

Ông nói: “Đây là lần đầu tiên người ta phát hiện một hành tinh đá nằm trong vùng có thể sống được của một ngôi sao khác có khí quyển”.

Hành tinh giống Trái Đất này được đặt tên là LHS 1140 b, cách Trái Đất khoảng 48 năm ánh sáng. Hành tinh này quay quanh một ngôi sao lùn đỏ và nằm trong vùng có thể sống được của ngôi sao đó, tức khu vực có nhiệt độ và điều kiện môi trường thích hợp để nước ở thể lỏng tồn tại trên bề mặt hành tinh.

Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã phát hiện hàng ngàn ngoại hành tinh, trong đó có một số ít hành tinh đá nằm trong vùng có thể sống được của các ngôi sao chủ. Tuy nhiên, xác định liệu những hành tinh này có khí quyển hay không vẫn là một thách thức rất lớn.

Giáo sư Robin Wordsworth thuộc Khoa Khoa học Trái Đất và Hành tinh của Đại học Harvard, một trong những người hướng dẫn luận án tiến sĩ của Cherubim, cho biết 20 năm trước, các nhà thiên văn học vẫn chưa chắc liệu có tồn tại những hành tinh khác giống Trái Đất hay không. Sau đó, họ phát hiện rằng những hành tinh như vậy thực ra khá phổ biến, đồng thời tìm thấy một số hành tinh nằm trong vùng có thể sống được.

Ông nói: “Câu hỏi tiếp theo là liệu có hành tinh nào có thể giữ lại được khí quyển hay không. Giờ đây, chúng ta biết rằng ít nhất một hành tinh có khí quyển”.

Mặc dù các nghiên cứu khác cũng đã phát hiện những hành tinh đá nằm trong vùng có thể sống được của các ngôi sao, nghiên cứu này là lần đầu tiên xác nhận rõ ràng sự tồn tại của khí quyển trên LHS 1140 b, và khí quyển này đã tồn tại trong hàng tỷ năm.

Các mô hình lý thuyết do Cherubim và các đồng nghiệp xây dựng dự đoán rằng LHS 1140 b có một tầng khí quyển phía trên giàu khí heli, trong đó khí heli đang từ từ thoát ra ngoài không gian.

Để kiểm chứng dự đoán này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một máy quang phổ đặt tại Đài thiên văn Magellan ở Chile để quan sát. Trong một trường hợp hiếm gặp, họ quan sát thấy LHS 1140 b và một hành tinh khác lần lượt đi qua phía trước ngôi sao chủ của chúng trong cùng một đêm, tức hiện tượng quá cảnh.

Mặc dù một trong hai hành tinh không cho thấy dấu hiệu có khí quyển, hành tinh còn lại—LHS 1140 b—lại cho thấy khí heli đang thoát ra xung quanh nó, qua đó xác nhận rằng hành tinh này có khí quyển.

Kết quả nghiên cứu cho thấy các thiết bị quan sát trên mặt đất dùng để phát hiện khí đang thoát ra có thể trở thành công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu khí quyển của các ngoại hành tinh đá.

Các nhà nghiên cứu cho biết khí quyển của LHS 1140 b rất có thể đã tồn tại hơn 3 tỷ năm. Điều này khiến nó trở thành một mục tiêu quý giá cho các quan sát trong tương lai.

Kết quả nghiên cứu nói trên được công bố ngày 16/7 trên tạp chí Science.