Những thợ săn của cuộc sống ngoài hành tinh có thể có một ngách mới và không bị nghi ngờ để do thám.
Một bài báo gần đây được gửi bởi Phó giáo sư thiên văn học tại Đại học Columbia, Kristen Menou cho Tạp chí Vật lý thiên văn cho thấy rằng các hành tinh bị khóa chặt trong quỹ đạo gần với các ngôi sao lùn đỏ lớp M có thể tổ chức một chu kỳ thủy văn rất độc đáo. Và trong một số trường hợp cực đoan, chu kỳ đó có thể gây ra sự phân đôi tò mò, với việc thu thập băng trên bán cầu farside của thế giới, để lại một mặt trời khô cằn. Các chuyên gia nói, cuộc sống mọc lên trong những điều kiện như vậy sẽ là một thách thức, nhưng nó - hấp dẫn - có thể hình dung được.
Khả năng cuộc sống xung quanh các ngôi sao lùn đỏ đã khiến các nhà nghiên cứu trêu ngươi trước đây. Các sao lùn loại M chỉ lớn hơn 0,075 đến 0,6 lần so với Mặt trời của chúng ta và phổ biến hơn nhiều trong vũ trụ. Tuổi thọ của những ngôi sao khốn khổ này có thể được đo trong hàng nghìn tỷ của năm cho mức thấp của quy mô lớn. Để so sánh, Vũ trụ chỉ tồn tại được khoảng 13,8 tỷ năm. Đây là một điểm cộng khác trong trò chơi tạo cơ hội cho cuộc sống sinh học. Và trong khi khu vực có thể ở được, hay khu vực Gold Goldsocks, nơi nước vẫn ở dạng lỏng gần với một ngôi sao chủ cho một hành tinh quay quanh một sao lùn đỏ, nó cũng rộng hơn so với những gì chúng ta sống trong hệ mặt trời của chúng ta.
Nhưng một kịch bản như vậy là không có nhược điểm. Sao lùn đỏ là những ngôi sao hỗn loạn, giải phóng những cơn bão bức xạ sẽ khiến bất kỳ hành tinh nào gần đó vô trùng trong cuộc sống như chúng ta biết.
Nhưng mô hình giáo sư Menou đề xuất vẽ một bức tranh độc đáo và hấp dẫn. Trong khi nước ở phía ban ngày vĩnh viễn của một thế giới có kích thước trên mặt đất bị khóa chặt trong quỹ đạo quanh một ngôi sao lùn M sẽ nhanh chóng bốc hơi, nó sẽ được vận chuyển bằng đối lưu khí quyển và đóng băng và tích tụ ở phía ban đêm vĩnh viễn. Băng này sẽ chỉ từ từ di chuyển trở lại phía ban ngày thiêu đốt và quá trình sẽ tiếp tục.
Những loại thế giới bị khóa nước này có thể phổ biến hơn so với thế giới của chúng ta không?
Kiểu khóa thủy triều được nhắc đến giống như đã xảy ra giữa Trái đất và Mặt trăng của nó. Mặt trăng giữ một mặt vĩnh viễn quay về Trái đất, hoàn thành một cuộc cách mạng cứ sau 29,5 ngày. Chúng ta cũng thấy hiện tượng tương tự trong các vệ tinh đối với Sao Mộc và Sao Thổ, và hành vi như vậy rất có thể phổ biến trong vương quốc của các ngoại hành tinh quay quanh các ngôi sao chủ của chúng.
Nghiên cứu đã sử dụng một mô hình động lực được gọi là PlanetSimulator được tạo ra tại Đại học Hamburg ở Đức. Các thế giới được mô phỏng bởi tác giả cho rằng các hành tinh có ít hơn một phần tư lượng nước có mặt trong các đại dương Trái đất và chịu sự xấc xược tương tự như Trái đất từ ngôi sao chủ của nó cuối cùng sẽ bẫy phần lớn nước của chúng dưới mặt băng vào hành tinh đêm.
Kết quả dữ liệu của Kepler cho thấy các hành tinh trong quỹ đạo gần xung quanh các ngôi sao lùn M có thể tương đối phổ biến. Tác giả cũng lưu ý rằng một cái bẫy băng như vậy trên một thế giới thiếu nước quay quanh một ngôi sao lùn M sẽ có tác động sâu sắc của khí hậu, phụ thuộc vào lượng chất bay hơi có sẵn. Điều này bao gồm khả năng tác động đến quá trình xói mòn, phong hóa và CO2 đi xe đạp cũng rất quan trọng đối với sự sống như chúng ta biết trên Trái đất.
Cho đến nay, vẫn chưa có một danh sách ngắn thực sự nào về các hành tinh ngoại được phát hiện có thể phù hợp với dự luật. Bất kỳ hành tinh nào trong khu vực có thể ở được của một ngôi sao lùn M là một thế giới bị bẫy nước tiềm năng, mặc dù có lẽ không nếu chúng ta biết hành tinh này có bầu khí quyển dày. Giáo sư Menou nói Vũ trụ Hôm nay. Tuy nhiên, khi nhiều hành tinh như vậy được phát hiện, cần có nhiều ứng cử viên tiềm năng hơn.
Là những ngôi sao lùn đỏ tương đối phổ biến, liệu kịch bản bẫy băng này có thể lan rộng không?
Nói tóm lại, vâng, Giáo sư Menou nói với Tạp chí vũ trụ. Nó cũng phụ thuộc vào tần số của các hành tinh xung quanh các ngôi sao như vậy (chỉ ra rằng nó cao) và trên tổng lượng nước trên bề mặt hành tinh, mà một số mô hình hình thành thực sự nên nhỏ, điều này sẽ khiến kịch bản này có nhiều khả năng xảy ra /liên quan, thích hợp. Về nguyên tắc, nó có thể là chuẩn mực chứ không phải là ngoại lệ, mặc dù nó vẫn được nhìn thấy.
Tất nhiên, cuộc sống trong những điều kiện như vậy sẽ phải đối mặt với những thách thức độc đáo. Phía ban ngày của thế giới sẽ phải chịu những cơn gió bất chợt của mặt trời chủ nhà lùn đỏ dưới dạng bão bức xạ thường xuyên. Mặt ban đêm lạnh lẽo sẽ mang lại chút thời gian nghỉ ngơi từ việc này, nhưng việc tìm được nguồn năng lượng đáng tin cậy ở phía đêm bị che khuất vĩnh viễn như thế giới sẽ khó khăn, có lẽ dựa vào quá trình quang hóa thay vì quang hợp bằng năng lượng mặt trời.
Trên trái đất, cuộc sống nằm gần những người hút thuốc đen đen hay những ngọn núi lửa nằm sâu dưới đáy đại dương nơi Mặt trời không bao giờ chiếu sáng làm điều đó. Người ta cũng có thể tưởng tượng cuộc sống tìm thấy một hốc trong các khu vực hoàng hôn của một thế giới như vậy, ăn những mảnh vụn lưu thông qua.
Một số ngôi sao lùn đỏ gần nhất với hệ mặt trời của chúng ta bao gồm Promixa Centauri, Ngôi sao Barnard và Ngôi sao bùng cháy Luyten. Ngôi sao của Barnard, đã trở thành mục tiêu tìm kiếm các ngoại hành tinh trong hơn một thế kỷ do chuyển động thích hợp cao của nó, cho đến nay đã trở nên vô ích.
Ngôi sao lùn M gần nhất với các ngoại hành tinh được phát hiện cho đến nay là Gliese 674, ở khoảng cách 14,8 năm ánh sáng. Số liệu thống kê hiện tại của thế giới ngoài hệ mặt trời theo Bách khoa toàn thư hành tinh mở rộng đứng ở mức 919.
Cuộc săn lùng này cũng sẽ cung cấp một thách thức cho TESS, Vệ tinh Khảo sát Exoplanet và người kế nhiệm Kepler do ra mắt vào năm 2017.
Tìm kiếm và xác định các thế giới bị mắc kẹt trong băng có thể chứng minh là một thách thức. Các hành tinh như vậy sẽ thể hiện sự tương phản trong suất phản chiếu hoặc độ sáng từ bán cầu này sang bán cầu khác, nhưng chúng ta sẽ luôn nhìn thấy phía ban đêm phủ đầy băng trong bóng tối. Tuy nhiên, các nhà khoa học săn lùng ngoại hành tinh đã có thể trêu chọc một lượng thông tin đáng kinh ngạc từ dữ liệu có sẵn trước đó - có lẽ chúng ta sẽ sớm biết liệu các ốc đảo hành tinh như vậy có tồn tại xa bên trong các ngôi sao tuyết tuyết hay quay quanh các ngôi sao lùn đỏ hay không.
Đọc bài viết về Thế giới bẫy nước ở đường dẫn sau.
