Phát hiện 7 hành tinh cỡ Trái Đất chuyển động quanh sao lùn gần chúng ta

Các nhà thiên văn vừa công bố một khám phá mới chưa từng thấy trong lịch sử: phát hiện 7 ngoại hành tinh có kích cỡ tương đương Trái Đất chuyển động quanh một ngôi sao lùn cách chúng ta 39 năm ánh sáng, và đặc biệt hơn khi cả 7 ngoại hành tinh này đều có khả năng tồn tại sự sống.

“Trong cuộc tìm kiếm sự sống ngoài vũ trụ của chúng ta, thì hệ hành tinh này là ứng cử viên sáng giá nhất. Chúng ta có thể trông chờ rằng trong vài năm tới, ta sẽ biết thêm nhiều hơn về những hành tinh này, với hy vọng sẽ có sự sống ở đó,” giáo sư Brice-Olivier Demory tại Đại học Bern, Thụy Sĩ, là đồng tác giả của phát hiện mới, cho biết.

Mô phỏng ngôi sao lùn TRAPPIST-1 cùng 7 hành tinh của nó. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

   Một hệ hành tinh kỳ lạ 

Những ngoại hành tinh mới phát hiện này chuyển động quanh ngôi sao TRAPPIST-1, nằm cách chúng ta chỉ 39 năm ánh sáng. TRAPPIST-1 là một ngôi sao lùn rất mát mẻ có kích thước chỉ lớn hơn Sao Mộc một chút và mờ nhạt hơn Mặt Trời của chúng ta 2.000 lần.

Xem video trên YouTube

Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Michaël Gillon từ Đại học Liège ở Bỉ, đã tiến hành quan sát hệ hành tinh này bằng Kính viễn vọng nhỏ Khảo sát Sự quá cảnh của Hành tinh và Vi thể hành tinh (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope – TRAPPIST), là một thiết bị quan sát của Đài Quan sát La Silla đặt tại Chile.

Tên chính thức của ngôi sao này là 2MASS J23062928-0502285, và được gọi phổ biến với tên TRAPPIST-1, được đặt theo thiết bị quan sát đã phát hiện ra nó.

Kính TRAPPIST có thể nhận thấy được những sự kiện giảm mờ độ sáng của các vì sao, là bằng chứng cho việc có hành tinh chuyển động vượt qua phía trước của nó, hay gọi là hiện tượng hành tinh quá cảnh qua phía trước của ngôi sao.

So sánh kích thước tương quan giữa các hành tinh trong hệ TRAPPIST-1 và Hệ Mặt Trời, cùng những thông số về chu kỳ quỹ đạo, khoảng cách đến sao chủ, đường kính và khối lượng của từng hành tinh. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Trong tháng 5 năm 2016, Gillon và các đồng nghiệp của mình đã công bố sự tồn tại của ba ngoại hành tinh trong hệ này, gồm TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c và TRAPPIST-1d. Cả ba đều có kích cỡ tương đương Trái Đất và có khả năng hỗ trợ phát triển sự sống. [Xem bài viết].

Sau đó, các nhà thiên văn tiếp tục nghiên cứu và sử dụng rất nhiều kính thiên văn mặt đất để quan sát. Quá trình theo dõi sau đó cho thấy sự quá cảnh của TRAPPIST-1d thật sự được tạo nên từ nhiều hành tinh khác nữa, điều này tiết lộ rằng sẽ còn nhiều hành tinh khác trong hệ hành tinh này.

Sau suốt ba tuần thực hiện quan sát bởi kính Viễn vọng Không gian Spitzer của NASA vào tháng 9 và tháng 10 năm 2016, những bí ẩn này đã được sáng tỏ. Dữ liệu quan sát của Spitzer xác nhận chính thức sự tồn tại của hành tinh b và c, cũng như cho biết có ba hành tinh khác bị nhầm tưởng là TRAPPIST-1d.

Ngoài ra, kính Spitzer cũng phát hiện được hai hành tinh nữa trong hệ, vậy là tổng cộng có bảy ngoại hành tinh trong hệ hành tinh TRAPPIST-1. Trong số 7 hành tinh này, nhỏ nhất có kích cỡ bằng 75% kích cỡ Trái Đất, và lớn nhất thì chỉ to hơn Trái Đất chúng ta 10%.

Nửa hình trên là kết quả được công bố vào năm 2016, khi mới phát hiện được ba hành tinh của hệ này. Nửa hình dưới là kết quả đầy đủ theo công bố mới nhất với bảy hành tinh chuyển động quanh sao lùn TRAPPIST-1. Hình ảnh: NASA/JPL-Celtech.

Đây là lần đầu tiên có rất nhiều ngoại hành tinh loại này được tìm thấy chuyển động quanh một ngôi sao lùn. Tất cả 7 hành tinh đều có quỹ đạo gần gũi với ngôi sao chủ của nó, chúng đều nằm gần TRAPPIST-1 hơn quỹ đạo của Sao Thủy đối với Mặt Trời.

Chu kỹ quỹ đạo quanh ngôi sao mẹ của 6 hành tinh nằm gần nhất trải dài từ 1,5 ngày đến 2,4 ngày. Trong khi hành tinh nằm xa nhất, được gọi là TRAPPIST-1h, phải mất đến 20 ngày mới quay xong một vòng quanh sao mẹ của nó. (Kính Spitzer chỉ quan sát được một lần quá cảnh duy nhất của hành tinh h trong suốt ba tuần theo dõi.)

Mô phỏng kích thước, màu sắc và các đặc điểm của 7 hành tinh trong hệ TRAPPIST-1 dựa trên những dữ liệu quan sát được. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

6 hành tinh gần nhất có hiện tượng gần cộng hưởng, nghĩa là chu kỳ quỹ đạo của mỗi hành tinh có liên quan đến từng hành tinh khác theo tỷ lệ. Sự sắp xếp này cho thấy các hành tinh đã được hình thành từ một nơi xa của hệ rồi di chuyển dần vào vị trí hiện nay của chúng.

Dữ liệu quan sát thu thập từ các kính thiên văn khác nhau cho thấy rằng cả 6 hành tinh bên trong đều có nhiều đá giống như Trái Đất, nhưng ta vẫn chưa đủ dữ liệu để xác định về thành phần của hành tinh thứ 7.

   Chúng có tồn tại sự sống? 

Bởi vì cả 7 hành tinh đều có quỹ đạo rất gần với ngôi sao chủ, nên có thể chúng đều có hiện tượng khóa thủy triều. Hiện tượng này cũng xảy ra với Trái Đất và Mặt Trăng, khiến chỉ có một mặt của hành tinh quay về ngôi sao chủ của nó.

Lực hấp dẫn cũng tác động mạnh mẽ lên chúng, khiến chúng nóng lên từ bên trong. Các hành tinh nằm gần mà đặc biệt là hai hành tinh nằm gần nhất đều là những thế giới có nhiều núi lửa một cách đáng kể.

TRAPPIST-1 là một ngôi sao mờ nhạt và khá mát mẻ, nên vùng có khả năng tồn tại sự sống của hệ hành tinh này nằm khá gần với ngôi sao chủ. Vùng có khả năng tồn tại sự sống là vùng có khoảng cách phù hợp so với sao chủ, khiến trên hành tinh nằm trong vùng này tồn tại nước lỏng.

Mô phỏng vùng có khả năng tồn tại sự sống trong hệ TRAPPIST-1 và Hệ Mặt Trời. Vùng tô màu xanh lục là vùng có khả năng tồn tại sự sống. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Các hành tinh nằm ở một vị trí phải nói là rất thích hợp, vì mặc dù chúng là những hành tinh bị khóa thủy triều, chỉ có một mặt quay về sao chủ, nhưng chúng vẫn có khả năng cao tồn tại sự sống, miễn là chúng có bầu khí quyển để chuyển nhiệt từ bán cầu ban ngày sang bán cầu ban đêm.

Sau khi dựng mô phỏng lên máy tính, các nhà khoa học thấy rằng ba hành tinh e, f, g nằm trong vùng hoàn toàn có thể sinh sống được. Những hành tinh còn lại nếu có điều kiện khí quyển đúng như ta tính toán, thì sẽ có nước và sự sống dồi dào.

Tuy nhiên, tất cả những điều này chỉ là suy đoán ban đầu. Chúng ta cần phải có nhiều dữ liệu cần thiết hơn trước khi có thể xác định chính xác được vùng có khả năng tồn tại sự sống của hệ TRAPPIST-1.

Công việc này hiện đã được tiến hành. Nhóm nghiên cứu thực hiện phân tích khí quyển của các hành tinh qua Kính Viễn vọng Không gian Hubble của NASA, nhưng vẫn không thu được kết quả thực sự tốt.

Hình ảnh trang bìa của Tạp chí Nature số ra công bố về những ngoại hành tinh vừa được phát hiện trong hệ hành tinh TRAPPIST-1. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Để có một câu trả lời hoàn hảo, chúng ta cần phải xem xét những chi tiết thậm chí rất cụ thể khác, như hàm lượng oxy và methane. Điều này sẽ trở thành sự thật khi đài quan sát mạnh mẽ hơn là Kính Viễn vọng Không gian James Webb của NASA được phóng lên không gian vào cuối năm 2018 tới.

James Webb là một dự án kính quan sát khổng lồ ngốn đến 8,8 tỷ USD, sẽ được phóng bay quanh quỹ đạo của Trái Đất để quan sát xa xăm vào vũ trụ. Ngoài ra còn có Kính Viễn vọng Vô cùng lớn của Châu Âu là một đài quan sát trên mặt đất rất khổng lồ, cũng như Kính Viễn vọng Magellan Lớn dự kiến được phóng vào thập niên 2020.

   Quang cảnh ở những thế giới này 

Nếu thực sự có một dạng sống nào đó đang tồn tại trên các hành tinh của hệ TRAPPIST-1, họ sẽ nhìn thấy những gì? Bởi vì ngôi sao này khá mờ nhạt, nên ban ngày của họ sẽ không sáng hơn buổi chiều tà của Trái Đất.

Tuy vậy, không khí vẫn ấm áp vì hầu hết ánh sáng của TRAPPIST-1 là ánh sáng ở bước sóng hồng ngoại, mắt thường sẽ không quan sát được. Và trên các hành tinh sẽ ngập tràn màu sắc rực rỡ của cá hồi.

Mô phỏng quang cảnh từ một trong bảy ngoại hành tinh vừa được phát hiện trong hệ hành tinh TRAPPIST-1. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Cảnh tượng trên bầu trời sẽ rất ấn tượng. Bầu trời ngập sắc cam cá hồi, bạn sẽ quan sát được những hành tinh hàng xóm lởn vởn trên cao, chúng sẽ có kích cỡ to nhất là gấp hai lần Mặt Trăng tròn trên bầu trời Trái Đất.

> Xem những poster lấy cảm hứng từ hệ hành tinh TRAPPIST-1.

Ngoài ra, khoảng 15% những ngôi sao trong vùng lân cận của chúng ta là những ngôi sao rất mát mẻ như TRAPPIST-1. Các nhà khoa học đã lên danh sách 600 ngôi sao trở thành mục tiêu tiếp theo trong cuộc hành trình săn tìm ngoại hành tinh.

Quang Niên

Theo Space