Việc phát hiện ra một ứng cử viên ngoại hành tinh quay quanh Proxima Centauri gần đó chắc chắn là một tin thú vị. Ngoài việc là hành tinh ngoại gần nhất với Hệ mặt trời của chúng ta còn được phát hiện, tất cả các dấu hiệu đều chỉ ra nó là trên mặt đất và nằm trong khu vực có thể ở được trong các ngôi sao. Tuy nhiên, thông báo này cũng chứa những chia sẻ về tin xấu.
Đối với một người, nhóm nghiên cứu đằng sau phát hiện đã chỉ ra rằng với bản chất quỹ đạo của nó xung quanh Proxima Centauri, hành tinh có khả năng về lượng nước thực sự có trên bề mặt của nó. Nhưng một nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học từ Đại học Brussilles và Viện Carl Sagan có thể mâu thuẫn với đánh giá này. Theo nghiên cứu của họ, khối exoplanet có thể bao gồm tới 50% nước - biến nó thành một hành tinh đại dương.
Theo phát hiện của nhóm Pale Red Dot, Proxima Centauri b quay quanh ngôi sao của nó ở khoảng cách ước tính 7 triệu km (4,35 triệu mi) - chỉ bằng 5% khoảng cách Trái đất từ Mặt trời. Nó cũng quay quanh Proxima Centauri với chu kỳ quỹ đạo là 11 ngày và có vòng quay đồng bộ hoặc cộng hưởng quỹ đạo 3: 2 (tức là ba vòng quay cho mỗi hai quỹ đạo).
Do đó, nước lỏng có khả năng bị giới hạn ở phía mặt trời của hành tinh (trong trường hợp quay đồng bộ) hoặc trong vùng nhiệt đới của nó (trong trường hợp cộng hưởng 3: 2). Ngoài ra, bức xạ mà Proxima b nhận được từ ngôi sao lùn đỏ của nó sẽ cao hơn đáng kể so với những gì chúng ta đã từng sử dụng ở đây trên Trái đất.
Tuy nhiên, theo một nghiên cứu do Bastien Brugger thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý thiên văn tại Đại học Brussilles dẫn đầu, Proxima b có thể ướt hơn chúng ta nghĩ trước đây. Vì lợi ích của nghiên cứu của họ, có tiêu đề Cấu trúc nội bộ và các tác phẩm có thể có của Proxima Centauri bật (được chấp nhận để xuất bản trong Tạp chí Vật lý thiên văn), nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình cấu trúc bên trong để tính bán kính và khối lượng của Proxima b.
Các mô hình của họ dựa trên các giả định rằng Proxima b vừa là một hành tinh trên mặt đất (tức là bao gồm các vật liệu và khoáng chất đá) và không có bầu khí quyển lớn. Dựa trên những giả định này và ước tính khối lượng được tạo ra từ khảo sát Pale Red Dot (~ 1,3 khối lượng Trái đất), họ đã kết luận rằng Proxima b có bán kính từ 0,94 đến 1,4 lần so với Trái đất và khối lượng xấp xỉ 1,1 đến 1,46 lần đó của Trái đất.
Như Brugger đã nói với Tạp chí Không gian qua email:
Chúng tôi đã liệt kê tất cả các tác phẩm mà Proxima b có thể có, và chạy mô hình cho mỗi trong số chúng (tạo ra khoảng 5000 mô phỏng), cho chúng tôi mỗi lần bán kính hành tinh tương ứng. Cuối cùng chúng tôi đã loại trừ tất cả các kết quả không tương thích với cơ thể hành tinh, dựa trên các điều kiện hình thành của hệ mặt trời của chúng tôi (vì chúng tôi không biết các điều kiện này cho hệ thống Proxima Centauri). Và do đó, chúng tôi đã thu được một phạm vi bán kính hành tinh có thể có cho Proxima b, đi từ 0,94 đến 1,40 lần bán kính Trái đất.
Phạm vi kích thước này cho phép một số thành phần hành tinh rất khác nhau. Ở cấp thấp hơn, nhỏ hơn một chút nhưng lớn hơn Trái đất một chút, Proxima b có thể sẽ là một hành tinh giống như Sao Thủy với tỷ lệ khối lượng lõi 65%. Tuy nhiên, ở mức cao hơn của bán kính và ước tính khối lượng, Proxima b có thể sẽ bằng một nửa nước theo khối lượng.
Nếu bán kính là 0,94 bán kính Trái đất, thì Proxima b hoàn toàn bằng đá với lõi kim loại khổng lồ (như Sao Thủy trong hệ mặt trời), ông Brugger nói. Ngược lại, Proxima b chỉ có thể đạt bán kính 1,40 nếu nó chứa một lượng nước khổng lồ (50% tổng khối lượng hành tinh), và trong trường hợp này sẽ là một hành tinh đại dương, với một đại dương lỏng sâu 200 km ! Bên dưới đó, áp suất cao đến mức nước sẽ biến thành băng, tạo thành một lớp băng dày ~ 3000 km (Dưới đó sẽ có một lõi làm từ đá).
Nói cách khác, Proxima b có thể là một hành tinh nhãn cầu, một mặt của mặt trời có bề mặt đại dương lỏng, trong khi mặt tối được bao phủ trong băng đông lạnh. Các nghiên cứu gần đây cho thấy đây có thể là trường hợp của hành tinh, quỹ đạo trong khu vực có thể ở của các ngôi sao lùn đỏ, nơi khóa thủy triều đảm bảo rằng chỉ một bên có được nhiệt cần thiết để duy trì nước lỏng trên bề mặt.
Mặt khác, nếu nó có cộng hưởng quỹ đạo là 3: 2, thì nó có khả năng có kiểu nhãn cầu đôi - với các đại dương lỏng ở cả bán cầu đông và tây - trong khi vẫn bị đóng băng ở các đầu mối và cực. Tuy nhiên, nếu ước tính thấp hơn là đúng, thì Proxima b có khả năng là một hành tinh đá, dày đặc, nơi nước lỏng hiếm khi ở một bên và mặt khác bị đóng băng.
Nhưng có lẽ khía cạnh thú vị nhất của nghiên cứu là nó cung cấp một cái nhìn thoáng qua về khả năng Proxima b có thể ở được. Kể từ khi được phát hiện, câu hỏi liệu hành tinh này có thể hỗ trợ sự sống hay không vẫn còn gây tranh cãi. Nhưng như Brugger đã giải thích:
Phần thú vị là tất cả các trường hợp chúng tôi xem là tương thích với một hành tinh có thể ở được. Vì vậy, nếu bán kính hành tinh cuối cùng được đo (trong một vài tháng hoặc vài năm), có thể có hai trường hợp: hoặc (i) phép đo nằm trong phạm vi 0,94-1,40 và chúng ta sẽ có thể đưa ra thành phần chính xác của hành tinh (chứ không phải chỉ một phạm vi khả năng) hoặc (ii) bán kính đo được nằm ngoài phạm vi này và chúng ta sẽ biết rằng hành tinh này không thể ở được. Trường hợp Proxima b là một hành tinh đại dương đặc biệt thú vị, bởi vì loại hành tinh này không cần khí quyển oxy và nitơ (như trên Trái đất) để chứa sự sống, vì nó có thể phát triển trong đại dương rộng lớn của nó.
Nhưng tất nhiên, những kịch bản này dựa trên giả định rằng Proxima b có nhiều điểm tương đồng với các hành tinh của Hệ Mặt trời của chúng ta. Nó cũng dựa trên giả định rằng hành tinh này thực sự có khoảng 1,3 khối lượng Trái đất. Cho đến khi hành tinh này có thể được quan sát thấy quá trình di chuyển của Proxima Centauri, các nhà thiên văn học đã giành chiến thắng để biết chắc chắn nó lớn đến mức nào.
Cuối cùng, chúng tôi vẫn còn rất lâu để xác định kích thước, thành phần và đặc điểm bề mặt chính xác của Proxima b - không nói gì về việc nó có thực sự hỗ trợ cuộc sống hay không. Tuy nhiên, nghiên cứu như thế này có lợi ở chỗ nó giúp chúng ta đưa ra các ràng buộc về loại điều kiện hành tinh nào có thể tồn tại ở đó
Và ai biết? Một ngày nào đó, chúng ta có thể gửi tàu thăm dò hoặc các phi hành đoàn đến hành tinh, và có lẽ họ sẽ chiếu lại hình ảnh của chúng sinh đang điều hướng các đại dương rộng lớn, tìm kiếm một mảnh đất huyền thoại mà họ nghe thấy? Chúa tôi hy vọng không! Một lần là quá đủ!
