Một minh họa của một nghệ sĩ về góc nhìn từ một trong bảy hành tinh quay quanh sao lùn đỏ TRAPPIST-1, với một số thế giới khác có thể nhìn thấy gần hơn với ngôi sao nhỏ, mờ.
(Ảnh: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
Một hành tinh đá bao quanh ngôi sao gần đó TRAPPIST-1 có rất nhiều nước, một nghiên cứu mới cho thấy - có lẽ quá nhiều để khiến chúng đặt cược tốt cho cuộc sống.
Theo nghiên cứu, tất cả các thế giới TRAPPIST-1 có khả năng chứa hàng trăm lượng nước của đại dương Trái đất trên bề mặt của chúng và những thế giới ẩm ướt nhất có thể có nhiều hơn 1.000 lần so với hành tinh của chúng ta.
Đáng ngạc nhiên, đây có lẽ không phải là tin tức tuyệt vời cho tiềm năng lưu trữ cuộc sống của hệ thống TRAPPIST-1, các thành viên nhóm nghiên cứu cho biết. [Gặp gỡ 7 ngoại hành tinh kích thước trái đất của TRAPPIST-1]
"Quá nhiều nước có thể là một điều xấu", tác giả chính Cayman Unterborn, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trường Trái đất và Thám hiểm vũ trụ tại Đại học bang Arizona, nói với Space.com. "TRAPPIST-1 rất thú vị, nhưng có lẽ không phải cho cuộc sống."
TRAPPIST-1 là một ngôi sao lùn đỏ mờ nằm cách Trái đất khoảng 39 năm ánh sáng. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra ba hành tinh xoay quanh ngôi sao vào năm 2016 và bốn hành tinh nữa được công bố một năm sau đó. Mỗi trong số bảy thế giới - được gọi là TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g và h - có cùng kích thước với Trái đất. Và ba trong số các thế giới ngoài hành tinh (e, f và g) được cho là nằm trong "vùng có thể ở được" của TRAPPIST-1 - đó là khoảng cách vừa phải, nơi nước lỏng có thể tồn tại trên bề mặt hành tinh.
TRAPPIST-1 mờ hơn mặt trời khoảng 2.000 lần, vì vậy khu vực sinh sống của sao lùn đỏ rất gần nhau. Thật vậy, tất cả bảy hành tinh TRAPPIST-1 nằm gần ngôi sao của chúng hơn Sao Thủy so với mặt trời.
Tất cả các hành tinh TRAPPIST-1 được phát hiện thông qua "phương thức vận chuyển"; Một số công cụ khác nhau nhận thấy sự giảm độ sáng nhỏ xíu dẫn đến khi các thế giới đi qua khuôn mặt của ngôi sao chủ của chúng. Độ lớn của các chấm này cho thấy kích thước của các thế giới. Và các nhà thiên văn học đã có thể ước tính khối lượng của các hành tinh, mặc dù gần như không chính xác, bằng cách nghiên cứu cách quá cảnh của chúng thay đổi theo thời gian. (Những biến thể này xảy ra khi các hành tinh lân cận kéo nhau theo trọng lực.)
Với thông tin về khối lượng và khối lượng này trong tay, Unterborn và nhóm của ông đã sử dụng các mô hình máy tính để hiểu rõ hơn về thành phần của sáu thế giới TRAPPIST-1. (Họ đã không đối phó với TRAPPIST-1h, hành tinh ngoài cùng, bởi vì không đủ thông tin về nó.)
Công việc mô hình hóa này gợi ý rằng có một độ ẩm ướt trong hệ thống TRAPPIST-1. Các hành tinh trong cùng, b và c, có thể chiếm khoảng 10 phần trăm nước, trong khi các vật ướt chiếm ít nhất 50 phần trăm của f và g xa hơn. Các hành tinh giữa d và e rơi ở đâu đó ở giữa.
Tất cả các thế giới này đang ướt sũng, ngay cả ở đầu thấp của gradient. Để so sánh, Trái đất chỉ là 0,2 phần trăm nước theo khối lượng. Thật vậy, các hành tinh TRAPPIST-1 có lẽ là "thế giới nước", không có đất để phá vỡ sự đơn điệu của gió và sóng, Unterborn nói.
Nếu đó thực sự là trường hợp, tỷ lệ tìm thấy sự sống trong hệ thống có thể không lớn.
Các nhà nghiên cứu đã viết trong nghiên cứu mới, được công bố trên mạng hôm nay (tháng 3) 19) trong tạp chí Thiên văn học thiên nhiên. "Như vậy, mặc dù các hành tinh này có thể ở được theo định nghĩa cổ điển về sự hiện diện của nước mặt, bất kỳ sinh học nào được quan sát từ hệ thống này có thể không được phân biệt hoàn toàn với các nguồn địa hóa, hoàn toàn phi sinh học."
Và tất cả lượng nước đó có thể đóng cửa một số quá trình địa chất quan trọng có thể giúp cuộc sống có chỗ đứng, Unterborn nói. Ví dụ, đá trong lớp phủ của Trái đất thường trở thành chất lỏng sau khi di chuyển lên vùng áp suất thấp hơn, nơi điểm nóng chảy của chúng thấp hơn. Nhưng "sự tan chảy giải nén" như vậy có thể hiếm khi xảy ra, nếu ở tất cả, trên thế giới TRAPPIST-1, bởi vì trọng lượng khổng lồ của các đại dương toàn cầu đang đè lên rất nhiều áp lực.
Không có đá nóng chảy gần bề mặt, không thể có núi lửa (ít nhất không phải là loại chúng ta đã từng sử dụng ở đây trên Trái đất). Và không có núi lửa, các loại khí giữ nhiệt, như carbon dioxide, có thể gặp khó khăn khi tiếp cận bầu khí quyển - điều đó có nghĩa là các hành tinh TRAPPIST-1 có thể đã bị ảnh hưởng bởi "quả cầu tuyết bỏ chạy", Unterborn nói. [Thư viện: Các hành tinh ngoài hành tinh kỳ lạ nhất]
Các hành tinh quay quanh các sao lùn đỏ phải đối mặt với những thách thức về môi trường sống khác, nhiều nhà nghiên cứu đã nhấn mạnh. Ví dụ: nếu các thế giới này quay quanh đủ chặt để ở trong khu vực có thể ở được, chúng gần như chắc chắn "bị khóa chặt", nghĩa là chúng luôn thể hiện cùng một khuôn mặt với ngôi sao mẹ của chúng. Vì vậy, một bên của các hành tinh như vậy có thể đang sôi sục trong khi bên kia thì lạnh lùng. Vấn đề này có thể được giảm thiểu bằng sự hiện diện của một bầu không khí dày, sẽ lưu thông nhiệt. Nhưng các sao lùn đỏ bắn ra rất nhiều pháo sáng mạnh mẽ, có thể nhanh chóng tước đi bầu khí quyển của thế giới khu vực có thể ở được.
Những vấn đề như vậy đang được tranh luận và nghiên cứu rất nhiều, điều này không gây ngạc nhiên khi có sự phổ biến của các sao lùn đỏ: Khoảng 75% các ngôi sao của Dải Ngân hà là các sao lùn đỏ, vì vậy chúng có thể chứa hầu hết các bất động sản của thiên hà, có thể ở được hoặc không.
Nghiên cứu mới cũng làm sáng tỏ sự hình thành và phát triển của hệ thống TRAPPIST-1. Ví dụ, tất cả bảy hành tinh hiện đang nằm bên trong "đường tuyết" nguyên thủy - điểm vượt quá lạnh để nước vẫn đóng băng khi thế giới đang hình thành. Nhưng kết quả của nhóm cho thấy các hành tinh f, g và h thực sự hình thành vượt ra ngoài ranh giới này và di chuyển vào bên trong theo thời gian. Các hành tinh b và c, mặt khác, đông lại bên trong dòng tuyết nguyên thủy. (Không rõ TRAPPIST-1d và e được sinh ra ở đâu liên quan đến dòng này, mà các nhà nghiên cứu cho biết có khả năng nằm ở đâu đó giữa thế giới trẻ sơ sinh c và f.)
Nhìn chung, nghiên cứu chỉ ra rằng các hệ thống sao lùn đỏ như TRAPPIST-1 không nên được coi là phiên bản thu nhỏ của hệ mặt trời của chúng ta, Unterborn nói; các hành tinh của chúng có thể hình thành theo những cách hơi khác nhau và / hoặc vào những khoảng thời gian hơi khác nhau.
"Tôi hiểu nó từ góc độ hình thành và tiến hóa của hành tinh, tôi nghĩ, là - đối với công chúng đặc biệt - một cách bán TRAPPIST-1 mạnh mẽ hơn nhiều so với cuộc sống", ông nói. "Không ai thích là tấm chăn ướt nói rằng 'Chà, thực ra, chúng không tuyệt vời cho cuộc sống.' Nhưng chúng thực sự thú vị và chúng ta cần biết những điều này để hiểu các hành tinh có khả năng có sự sống. "
