Cuối cùng khi chúng ta tìm thấy sự sống ở đâu đó ngoài Trái đất, nó sẽ ở cuối một cuộc tìm kiếm dài. Cuộc sống có lẽ đã giành được thông báo về sự hiện diện của nó với chúng tôi, chúng tôi sẽ phải theo một chuỗi dài các manh mối để tìm thấy nó. Giống như các nhà khoa học cứ nói với chúng tôi, khi bắt đầu chuỗi manh mối đó là nước.
Việc phát hiện ra hệ thống TRAPPIST-1 năm ngoái đã tạo ra rất nhiều hứng thú. 7 hành tinh quay quanh ngôi sao TRAPPIST-1, chỉ cách Trái đất 40 năm ánh sáng. Vào thời điểm đó, các nhà thiên văn học nghĩ rằng ít nhất một số trong số chúng giống Trái đất. Nhưng giờ đây, một nghiên cứu mới cho thấy một số hành tinh có thể chứa nhiều nước hơn Trái đất. Khoảng 250 lần nữa.
Nghiên cứu mới này tập trung vào mật độ của 7 hành tinh TRAPPIST-1. Cố gắng xác định mật độ đó là một nhiệm vụ đầy thách thức và nó liên quan đến một số nhà máy điện trong thế giới kính viễn vọng. Kính thiên văn vũ trụ Spitzer, Kính thiên văn vũ trụ Kepler và SpecULOOS (Tìm kiếm các hành tinh có thể ở được EClipsing ULtra-cOOl Stars) tại Đài quan sát Paranal ESO đã được sử dụng trong nghiên cứu.
Trong nghiên cứu này, các quan sát từ ba kính viễn vọng đã được mô hình hóa máy tính phức tạp để xác định mật độ của 7 hành tinh TRAPPIST. Kết quả là, bây giờ chúng ta biết rằng tất cả chúng đều được làm từ đá và một số trong số chúng có thể là 5% nước theo khối lượng. (Trái đất chỉ khoảng 0,02% nước theo khối lượng.)
Tìm kiếm mật độ của các hành tinh này là không dễ dàng. Để làm như vậy, các nhà khoa học đã phải xác định cả khối lượng và kích thước. Các hành tinh TRAPPIST-1 đã được tìm thấy bằng phương pháp vận chuyển, trong đó ánh sáng của ngôi sao chủ sẽ giảm khi các hành tinh đi qua giữa ngôi sao của chúng và chúng ta. Phương thức vận chuyển cho chúng ta một ý tưởng khá hay về kích thước của các hành tinh, nhưng đó là LỚN.
Nó khó khăn hơn rất nhiều để tìm thấy khối lượng, bởi vì các hành tinh có khối lượng khác nhau có thể có cùng quỹ đạo và chúng ta có thể phân biệt chúng. Nhưng trong các hệ thống đa hành tinh như TRAPPIST-1, có một cách.
Khi các hành tinh quay quanh ngôi sao TRAPPIST-1, các hành tinh lớn hơn làm xáo trộn quỹ đạo của các hành tinh khác nhiều hơn các hành tinh nhẹ hơn. Điều này thay đổi thời gian của quá cảnh. Theo các nhóm, những hiệu ứng này rất phức tạp và rất tinh vi, và phải mất rất nhiều sự quan sát và đo lường thời gian vận chuyển và mô hình máy tính rất phức tạp để xác định mật độ của chúng.
Tác giả chính Simon Grimm giải thích cách nó được thực hiện: Vượt qua Các hành tinh TRAPPIST-1 rất gần nhau đến mức chúng giao thoa với nhau về lực hấp dẫn, vì vậy thời gian chúng đi qua phía trước ngôi sao hơi dịch chuyển. Những sự dịch chuyển này phụ thuộc vào khối lượng hành tinh, khoảng cách của chúng và các thông số quỹ đạo khác. Với một mô hình máy tính, chúng tôi mô phỏng các hành tinh quay quanh quỹ đạo cho đến khi các quá trình được tính toán phù hợp với các giá trị quan sát được và từ đó lấy được khối lượng hành tinh.
Trước hết, nghiên cứu này đã không phát hiện ra nước. Nó phát hiện vật liệu dễ bay hơi có lẽ Nước.
Dù họ có xác nhận sự hiện diện của nước hay không, đây vẫn là những kết quả rất quan trọng. Chúng tôi rất giỏi trong việc tìm kiếm các ngoại hành tinh, và bước tiếp theo là xác định các thuộc tính của bất kỳ bầu khí quyển nào mà các ngoại hành tinh có.
Thành viên nhóm Eric Agol nhận xét về tầm quan trọng: Một mục tiêu của các nghiên cứu ngoại hành tinh trong một thời gian là tìm hiểu thành phần của các hành tinh có kích thước và nhiệt độ giống Trái đất. Việc phát hiện ra TRAPPIST-1 và khả năng của các cơ sở ESO tại Chile và Kính viễn vọng không gian Spitzer của NASA trên quỹ đạo đã biến điều này thành hiện thực - cho chúng ta cái nhìn đầu tiên về những hành tinh ngoại cỡ Trái đất được tạo ra!
Nghiên cứu này không cho chúng tôi biết nếu bất kỳ hành tinh TRAPPIST nào có sự sống trên chúng, hoặc thậm chí nếu chúng có thể ở được. Nó chỉ còn một bước nữa trên con đường hy vọng, có thể, một ngày nào đó, tìm thấy cuộc sống ở đâu đó. Đồng tác giả nghiên cứu Brice-Olivier Demory, tại Đại học Bern, đã nói rất nhiều: Mật độ, trong khi manh mối quan trọng đối với các hành tinh, các tác phẩm, không nói gì về khả năng cư trú. Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi là một bước tiến quan trọng khi chúng tôi tiếp tục khám phá liệu các hành tinh này có thể hỗ trợ sự sống hay không.
Đây là những gì nghiên cứu xác định về các hành tinh khác nhau trong hệ thống TRAPPIST:
- TRAPPIST 1-b và 1c là hai hành tinh trong cùng và có khả năng có lõi đá và được bao quanh bởi bầu khí quyển dày hơn nhiều so với Trái đất.
- TRAPPIST-1d là hành tinh nhẹ nhất trong khoảng 30% khối lượng Trái đất. Chúng tôi không chắc chắn liệu nó có một bầu không khí rộng lớn, một đại dương hay một lớp băng.
- TRAPPIST-1e là một chút ngạc nhiên. Nó là hành tinh duy nhất trong hệ thống dày đặc hơn Trái đất một chút. Nó có thể có lõi sắt dày đặc hơn và không nhất thiết phải có bầu khí quyển dày, đại dương hoặc lớp băng. TRAPPIST-1e là một bí ẩn bởi vì nó dường như rất nhiều đá so với các hành tinh còn lại. Nó giống với Trái đất nhất, về kích thước, mật độ và lượng phóng xạ mà nó nhận được từ ngôi sao của nó.
- TRAPPIST-1f, g và h có thể có bề mặt đóng băng. Nếu chúng có bầu khí quyển mỏng, chúng sẽ khó có thể chứa các phân tử nặng mà chúng ta tìm thấy trên Trái đất, chẳng hạn như carbon dioxide.
Hệ thống TRAPPIST-1 sẽ được nghiên cứu trong một thời gian rất dài. Nó hứa hẹn là một trong những mục tiêu đầu tiên của Kính viễn vọng Không gian James Webb (chúng tôi hy vọng.) Đó là một hệ thống rất hấp dẫn, và liệu có bất kỳ hành tinh nào được coi là có thể ở được hay không, nghiên cứu chúng sẽ dạy chúng ta rất nhiều về việc tìm kiếm nước , thói quen và cuộc sống.
