Công thức cho một hành tinh sống là gì? Các nhà thiên văn học không chắc chắn - chúng ta chưa tìm thấy bất kỳ nơi nào khác ngoài Trái đất.
Nhưng chúng ta có một số phỏng đoán có giáo dục: Cuộc sống có lẽ cần nước, carbon, và đủ ánh sáng và nhiệt để cung cấp năng lượng cho một thế giới mà không đốt cháy nó thành một mảnh vỡ. Trọng lực không nên quá cao và bầu không khí cũng sẽ không bị tổn thương. Nhưng một nghiên cứu mới đề xuất một thành phần thiết yếu khác: tác động của tiểu hành tinh và sao chổi lớn, chỉ với số lượng phù hợp.
Khi một vật thể lớn tấn công một hành tinh, có hai điều xảy ra: Vật chất từ vật thể được thêm vào khối lượng của hành tinh và một phần không khí xung quanh khu vực va chạm được đưa lên vũ trụ, Mark Wyatt, nhà thiên văn học của Đại học Cambridge nói. tác giả của bài báo mới. Trong những tác động thực sự khổng lồ, giống như mặt trăng hình thành mặt trăng Trái đất, một số bầu khí quyển cũng được khởi động từ phía xa của hành tinh, điều đó có nghĩa là sẽ bị mất thêm một chút. Nhưng điều đó không có nghĩa là một thế giới gia đình của Wannabe nên bỏ qua các tác động hoàn toàn. Nếu một hành tinh phát triển các điều kiện cần thiết cho sự sống, tốt nhất là thuộc về một loại hành tinh trung bình hấp thụ nhiều tác động lớn - nhưng không nhiều đến mức chúng mất đi bầu khí quyển.
Đó là bởi vì các hành tinh gần như chắc chắn cần "chất bay hơi" trong bầu khí quyển của chúng để nảy mầm sự sống, Wyatt nói với Live Science. Chất bay hơi là hóa chất, như nước và carbon dioxide, có thể sôi ở nhiệt độ thấp. Tất cả sự sống mà chúng ta biết dựa vào nước và carbon để duy trì ở mức độ hóa học cơ bản, và các nhà khoa học tin rằng tính chất của những hóa chất đó khiến chúng cần thiết cho sự sống phát sinh ở bất cứ đâu trong vũ trụ.
Nhưng không phải tất cả các hành tinh đều bắt đầu với nồng độ chất bay hơi cần thiết. Đầu đời của một ngôi sao, nó sáng hơn nhiều. Và độ sáng thêm đó đủ nóng để nướng tất cả bụi bẩn trong khu vực sẽ trở thành vùng có thể ở của ngôi sao - khu vực không quá nóng, không quá lạnh - sau này. Những nhiệt độ nóng ban đầu đó có khả năng tước nước và các chất bay hơi khác từ bụi mà cuối cùng sẽ trở thành các hành tinh có thể ở được. Vì vậy, sau khi các hành tinh hình thành và ngôi sao nguội dần, những quả cầu đá này cần phải thu được các chất bay hơi của chúng từ một nơi khác trong hệ mặt trời. Nói cách khác, họ đã phải đập vào một loạt các vật thể đi lạc lớn.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những ứng cử viên tốt nhất để cung cấp chất bay hơi trong khi không tước đi bầu khí quyển của hành tinh và khử trùng nó là những vật thể có kích thước trung bình. Các tác động từ các tiểu hành tinh và sao chổi rộng 60 feet (20 mét) đến 3,300 feet (1 km) rất hiệu quả trong việc cung cấp các chất bay hơi và sẽ có xu hướng thêm vào bầu khí quyển hơn là trừ đi, các tác giả nhận thấy. tiểu hành tinh lớn hơn, từ khoảng 1 đến 12 dặm (2 đến 20 km) trên, sẽ có xu hướng dải khí quyển hơn họ thêm.
Các tác giả khổng lồ như tác giả hình thành mặt trăng của Trái đất, các tác giả nhận thấy, không gây rối với câu chuyện đó nhiều như bạn mong đợi. Những sự kiện như vậy là khá hiếm, và trong khi chúng có thể thay đổi thành phần của bầu khí quyển, chúng sẽ không loại bỏ hoàn toàn nó.
Một trong những bài học quan trọng từ bài báo này là các ngôi sao "lớp M" nhỏ - loại sao phổ biến nhất, quá mờ để nhìn bằng mắt thường, nhiều người trong số họ sao lùn đỏ - có khả năng là ứng cử viên tồi cho cuộc sống, các tác giả viết. Điều đó rất quan trọng, bởi vì rất nhiều ngoại hành tinh có khả năng sinh sống đã xuất hiện xung quanh những ngôi sao đó.
"Đối với các ngôi sao M, độ sáng thấp của chúng có nghĩa là vùng có thể ở gần ngôi sao hơn nhiều so với một ngôi sao như mặt trời", Wyatt nói.
Để có đủ ánh sáng, một hành tinh giống Trái đất bao quanh một ngôi sao hạng M có thể phải ở gần ngôi sao đó như sao Thủy đối với mặt trời của chúng ta.
Và nó trở nên tồi tệ hơn. Ngay bên cạnh một ngôi sao nhỏ, có khối lượng thấp, các tiểu hành tinh và sao chổi bay xung quanh với tốc độ cao hơn nhiều và đâm mạnh hơn vào các hành tinh.
"Các tác động vận tốc cao hơn sẽ hiệu quả hơn trong việc tước bỏ bầu khí quyển", Wyatt nói.
Đó là tin xấu cho cuộc sống trên thế giới M. Và đó không phải là yếu tố duy nhất khiến cuộc sống ở thế giới M khó xảy ra.
Sarah Rugheimer, một chuyên gia về khí quyển ngoài hành tinh tại Đại học Oxford, người không tham gia vào nghiên cứu này.
Vì vậy, có bất kỳ hy vọng cho cuộc sống trên thế giới M?
"Tôi nghĩ, cuối cùng, chúng tôi sẽ trả lời câu hỏi này một cách quan sát ngay sau khi nó ra mắt: Các hành tinh có thể ở được quay quanh các sao lùn M có khí quyển không?" Rugheimer nói. "Chúng ta biết rằng các hành tinh hơi nóng hơn và lớn hơn quay quanh các sao lùn M có bầu khí quyển dày. Nhưng câu hỏi này vẫn dành cho các hành tinh có thể ở được: Chúng có thể giữ được bầu khí quyển đủ mỏng, giống như Trái đất chứ không phải Sao Kim?"
Các tác giả nhấn mạnh trong bài báo rằng nhiều kết luận của họ dựa trên sự không chắc chắn: Cuộc sống hình thành ở đâu? Có bao nhiêu hệ sao khác ngoài kia giống với hệ mặt trời của chúng ta?
Edwin Bergin, một chuyên gia về sự hình thành hành tinh và nước tại Đại học Michigan, người không tham gia vào nghiên cứu này, đã đồng ý với các tác giả rằng có những gì ông gọi là "những biến chứng quan trọng" trong các tính toán đằng sau bài báo này.
"Nhưng những xu hướng chung mà họ trình bày là khá thú vị và có thể quan trọng", ông nói.
Ông chỉ vào công việc của chính mình, điều này cho thấy Trái đất bắt đầu với bầu khí quyển dày hơn, giàu nitơ nhưng lại mất nhiều tác động. Các tác giả của bài báo mới này đã đề xuất trong mô hình của họ rằng các tác động từ sao chổi và tiểu hành tinh có thể đã định hình bầu khí quyển của Trái đất, Sao Hỏa và Sao Kim.
Các nhà nghiên cứu cho biết, có nhiều điều để tìm hiểu về cách thức hoạt động của hệ mặt trời này, đặc biệt là vai trò của các tác động khổng lồ ở đây. Bài viết này chưa được xuất bản trong một tạp chí đánh giá ngang hàng và có sẵn trên máy chủ in sẵn arXiv.
