Lại phát hiện thêm một siêu Trái Đất

Hình ảnh minh họa cho thấy hành tinh GJ 251c ở phía trước, trong khi GJ 251b - hành tinh còn lại trong cùng hệ - xuất hiện ở phía sau, nằm gần hơn với sao lùn đỏ GJ 251. Ảnh: Đại học California, Irvine.

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện một ngoại hành tinh mới có thể là một trong những nơi tiềm năng nhất cho việc tìm kiếm sự sống.

Phát hiện này được công bố trên trang The Astronomical Journal vào ngày 23/10, nêu rằng hành tinh này mang tên GJ 251c, nằm trong chòm sao Song Tử. Nó được xếp vào loại "siêu Trái Đất" với khối lượng tối thiểu gấp 3,84 lần hành tinh của chúng ta.

“Hành tinh này nằm trong vùng ‘Goldilocks’, nơi nước lỏng có thể tồn tại trên bề mặt nếu có bầu khí quyển phù hợp", nhà thiên văn học Suvrath Mahadevan tại Đại học Pennsylvania State (Mỹ), thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết.

Tiềm năng có sự sống

Giới khoa học vẫn đang tìm hiểu các yếu tố tạo nên một hành tinh có khả năng sản sinh sự sống. Trong đó, hai tiêu chí quan trọng nhất là hành tinh có cấu trúc rắn, đá như Trái Đất và nằm ở khoảng cách cho phép nước tồn tại ở dạng lỏng bởi nước được coi là "dung môi của sự sống”.

Tuy nhiên, những ngoại hành tinh hội tụ đủ hai yếu tố này lại rất hiếm trong hàng nghìn nơi đã được phát hiện. Vì vậy, việc tìm thấy một hành tinh vừa có điều kiện sống tiềm năng vừa ở đủ gần để nghiên cứu chi tiết là phát hiện đáng giá.

GJ 251c quay quanh GJ 251, một sao lùn đỏ có khối lượng và kích thước chỉ bằng khoảng 1/3 Mặt Trời. Do đặc tính nhỏ và mát hơn, vùng có thể sinh sống quanh sao lùn đỏ này nằm gần hơn nhiều so với vùng tương tự trong Hệ Mặt trời, giúp việc phát hiện các hành tinh xung quanh trở nên dễ dàng hơn.

Nhóm nghiên cứu do Đại học California, Irvine (Mỹ) dẫn đầu đã chọn GJ 251 làm mục tiêu quan sát trong dự án tìm kiếm các hành tinh nhỏ gần Trái Đất và có thể chụp ảnh trực tiếp. Ngôi sao này từng được xác định có một hành tinh khác là GJ 251b, cũng là siêu Trái Đất nặng gấp 3,85 lần Trái Đất, nhưng có quỹ đạo quá gần sao chủ để có thể có sự sống.

Các nhà thiên văn đã có trong tay hơn 20 năm dữ liệu quan sát GJ 251. Bổ sung cho kho dữ liệu đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục tiến hành các quan sát nhằm đo những dao động nhỏ của ngôi sao do lực hấp dẫn từ các hành tinh xung quanh.

Kết quả vượt ngoài mong đợi. Họ không chỉ xác nhận tín hiệu của hành tinh GJ 251b, mà còn phát hiện bằng chứng về hành tinh thứ hai là GJ 251c. Hành tinh này có chu kỳ quỹ đạo 53,6 ngày, nằm ngay trong vùng có thể sinh sống.

Cách đo vận tốc xuyên tâm, một trong những cách để xác định ảnh hưởng của hành tinh lên ánh sáng phát ra từ ngôi sao chủ.

Nhiều kỳ vọng

Hiện tại, giới khoa học mới chỉ xác định được khối lượng của GJ 251c thông qua lực hấp dẫn mà nó tác động lên ngôi sao chủ. Dù được xem là một trong những ngoại hành tinh hứa hẹn nhất trong việc tìm kiếm dấu hiệu sự sống, GJ 251c vẫn đối mặt với không ít hạn chế trong công tác quan sát và nghiên cứu hiện nay.

Theo các nhà khoa học, hành tinh này có thể nằm quá xa ngôi sao chủ, khiến kính viễn vọng không gian James Webb không đủ khả năng phát hiện các dấu hiệu về bầu khí quyển xung quanh nó.

Dự kiến, thế hệ kính viễn vọng mặt đất 30 m sắp tới có thể quan sát được ánh sáng phản xạ từ bề mặt hoặc bầu khí quyển của hành tinh, giúp xác định liệu GJ 251c có khí quyển hay không.

Tuy nhiên, để có thể mô tả chi tiết và toàn diện đặc điểm của hành tinh này, giới khoa học sẽ phải chờ đến Đài quan sát hành tinh có thể sinh sống (Habitable Worlds Observatory) - loại kính viễn vọng không gian khổng lồ đang trong giai đoạn lên kế hoạch, dự kiến sử dụng vào những năm 2040.

Nhà thiên văn học Suvrath Mahadevan cũng nhận định GJ 251c là một trong những ứng cử viên tốt nhất để tìm kiếm dấu hiệu khí quyển của sự sống, đồng thời chỉ ra tiềm năng phát hiện các dấu hiệu sinh học trong bầu khí quyển hành tinh. Tuy nhiên, vẫn còn một trở ngại lớn chính là ngôi sao chủ GJ 251.

Ngôi sao này là sao lùn đỏ, có khối lượng chỉ bằng khoảng 36% Mặt Trời. Trước đây, các nhà thiên văn từng phát hiện nhiều hành tinh đá nằm trong vùng có thể sinh sống của các sao lùn đỏ như Proxima Centauri b, TRAPPIST-1e hay Teegarden b.

Tuy nhiên, các sao lùn đỏ lại nổi tiếng “nóng tính”, thường xuyên phát ra các đợt bùng nổ năng lượng mạnh mẽ có thể làm xói mòn hoặc thổi bay bầu khí quyển của những hành tinh quay quanh chúng.

Thực tế, các quan sát bằng kính viễn vọng không gian James Webb đối với ba hành tinh bên trong hệ TRAPPIST-1 chưa phát hiện bằng chứng nào cho thấy chúng có bầu khí quyển, trong khi kết quả về hành tinh thứ tư là TRAPPIST-1e đến nay vẫn chưa có kết luận rõ ràng. Những phát hiện này khiến nhiều nhà khoa học ngày càng hoài nghi về khả năng tồn tại và phát triển của các hành tinh giống Trái Đất quanh sao lùn đỏ.

Tuy vậy, GJ 251c vẫn được xem là ứng viên lý tưởng cho các nghiên cứu trong tương lai, đặc biệt là các chiến dịch chụp ảnh trực tiếp ngoại hành tinh. Hoạt động này cho phép các nhà thiên văn có thể quan sát chính hành tinh thay vì chỉ theo dõi ảnh hưởng của nó lên ngôi sao.

“Chúng ta đang ở ranh giới của công nghệ và phương pháp phân tích mới. Phát hiện này rất có ý nghĩa, nhưng để xác định rõ trạng thái của hành tinh, chúng ta cần thế hệ kính thiên văn tiếp theo, cùng với sự đầu tư từ cộng đồng khoa học", đại diện nhóm nghiên cứu chia sẻ với truyền thông.