Kể từ khi các nhà khoa học xác nhận sự tồn tại của bảy hành tinh trên mặt đất quay quanh TRAPPIST-1, hệ thống này đã trở thành tâm điểm chú ý của các nhà thiên văn học. Với vị trí gần Trái đất (chỉ cách 39,5 năm ánh sáng) và thực tế là ba trong số các hành tinh của nó nằm trong khu vực Sao Goldilocks của ngôi sao, hệ thống này là một địa điểm lý tưởng để tìm hiểu thêm về khả năng cư trú của màu đỏ hệ thống sao lùn.
Điều này đặc biệt quan trọng vì phần lớn các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta là sao lùn đỏ (hay còn gọi là sao lùn loại M). Thật không may, không phải tất cả các nghiên cứu đã được trấn an. Ví dụ, hai nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi hai nhóm riêng biệt từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA) chỉ ra rằng tỷ lệ tìm thấy sự sống trong hệ thống này ít có khả năng hơn so với suy nghĩ thông thường.
Nghiên cứu đầu tiên, có tiêu đề Những ràng buộc vật lý về khả năng sống của Exoplanets, tìm cách giải quyết làm thế nào bức xạ và gió sao sẽ ảnh hưởng đến bất kỳ hành tinh nào nằm trong vùng có thể ở của TRAPPIST-1. Để đạt được mục đích này, các tác giả nghiên cứu của Giáo sư - Giáo sư Manasvi Lingam và Avi Loeb - đã xây dựng một mô hình xem xét các yếu tố nhất định sẽ ảnh hưởng đến điều kiện trên bề mặt của các hành tinh này.
Mô hình này đã tính đến việc khoảng cách các hành tinh từ ngôi sao của chúng sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt và sự mất mát khí quyển như thế nào và điều này có thể ảnh hưởng đến những thay đổi mà cuộc sống sẽ xuất hiện theo thời gian. Như Tiến sĩ Loeb đã nói với Tạp chí Không gian qua email:
Chúng tôi đã xem xét sự xói mòn bầu khí quyển của các hành tinh do gió sao và vai trò của nhiệt độ đối với các quá trình sinh thái và tiến hóa. Vùng có thể ở được xung quanh ngôi sao lùn mờ TRAPPIST-1 gần hơn vài chục lần so với Mặt trời, do đó áp lực của gió sao cao hơn nhiều so với Trái đất. Vì cuộc sống như chúng ta biết, nó đòi hỏi nước lỏng và nước lỏng đòi hỏi phải có bầu khí quyển, nên ít có sự sống tồn tại xung quanh TRAPPIST-1 so với trong hệ mặt trời.
Về cơ bản, Tiến sĩ Lingam và Tiến sĩ, Loeb nhận thấy rằng các hành tinh trong hệ thống TRAPPIST-1 sẽ bị chặn bởi bức xạ UV với cường độ lớn hơn nhiều so với Trái đất từng trải. Đây là một mối nguy hiểm nổi tiếng khi nói đến các ngôi sao lùn đỏ, chúng có thể thay đổi và không ổn định khi so sánh với Mặt trời của chúng ta. Họ kết luận rằng so với Trái đất, cơ hội sống phức tạp tồn tại trên các hành tinh trong vùng có thể sinh sống TRAPPIST-1 là ít hơn 1%.
Loeb cho biết, chúng tôi đã chỉ ra rằng các ngoại hành tinh có kích thước Trái đất trong khu vực có thể ở được xung quanh các sao lùn M cho thấy triển vọng thấp hơn nhiều so với Trái đất, do các tia cực tím sự cố cao hơn và khoảng cách gần hơn với ngôi sao chủ, Loeb nói. Điều này áp dụng cho các ngoại hành tinh được phát hiện gần đây ở vùng lân cận Mặt trời, Proxima b (ngôi sao gần nhất cách chúng ta bốn năm ánh sáng) và TRAPPIST-1 (xa hơn mười lần), mà chúng ta thấy nhỏ hơn nhiều lần so với Trái đất .
Nghiên cứu thứ hai - về môi trường đe dọa của các hành tinh TRAPPIST-1, được công bố gần đây Tạp chí Vật lý thiên văn - được sản xuất bởi một nhóm từ CfA và Trung tâm Khoa học và Công nghệ Vũ trụ Lowell tại Đại học Massachusetts. Dẫn đầu bởi Tiến sĩ Cecilia Garraffo của CfA, nhóm nghiên cứu đã xem xét một mối đe dọa tiềm tàng khác đối với sự sống trong hệ thống này.
Về cơ bản, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng TRAPPIST-1, giống như Mặt trời của chúng ta, gửi các dòng hạt tích điện ra ngoài vũ trụ - tức là gió sao. Trong Hệ Mặt Trời, cơn gió này tác dụng lực lên các hành tinh và có thể có tác dụng tước đi bầu khí quyển của chúng. Trong khi bầu khí quyển Trái đất được bảo vệ bởi từ trường của nó, các hành tinh như Sao Hỏa thì không - do đó, tại sao nó mất phần lớn bầu khí quyển vào không gian trong suốt hàng trăm triệu năm.
Như nhóm nghiên cứu đã tìm thấy, khi nói đến TRAPPIST-1, luồng này tác động một lực lên các hành tinh của nó lớn hơn từ 1.000 đến 100.000 lần so với những gì Trái đất trải qua từ gió mặt trời. Hơn nữa, họ cho rằng từ trường TRAPPIST-1 có khả năng kết nối với từ trường của các hành tinh quay quanh nó, điều này sẽ cho phép các hạt từ ngôi sao chảy trực tiếp vào bầu khí quyển hành tinh.
Nói cách khác, nếu các hành tinh TRAPPIST-1 có các từ trường, chúng sẽ không đủ khả năng bảo vệ chúng. Vì vậy, nếu dòng chảy của các hạt tích điện đủ mạnh, nó có thể tước đi các hành tinh khí quyển này, do đó khiến chúng không thể ở được. Như Garraffo đã nói:
Từ trường Trái đất có thể hoạt động giống như một lá chắn chống lại các tác động có thể gây hại của gió mặt trời. Nếu Trái đất ở gần Mặt trời hơn rất nhiều và chịu sự tấn công của các hạt như ngôi sao TRAPPIST-1 mang lại, lá chắn hành tinh của chúng ta sẽ thất bại khá nhanh.
Như bạn có thể tưởng tượng, đây không phải là tin tốt cho những người hy vọng rằng hệ thống TRAPPIST-1 sẽ có bằng chứng đầu tiên về sự sống ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta. Giữa thực tế là các hành tinh của nó quay quanh một ngôi sao phát ra các mức độ bức xạ cực mạnh khác nhau và khoảng cách gần bảy hành tinh của nó với ngôi sao đó, tỷ lệ sống xuất hiện trên bất kỳ hành tinh nào trong khu vực đó có thể ở được.
Những phát hiện của nghiên cứu thứ hai đặc biệt có ý nghĩa trong các nghiên cứu gần đây. Trước đây, Giáo sư Loeb và một nhóm từ Đại học Chicago đều đã đề cập đến khả năng hệ thống TRAPPIST-1 có bảy hành tinh - tương đối gần nhau - rất phù hợp với lithopanspermia. Nói tóm lại, họ xác định rằng khi ở gần nhau, vi khuẩn có thể được truyền từ hành tinh này sang hành tinh khác thông qua các tiểu hành tinh.
Nhưng nếu sự gần gũi của các hành tinh này cũng có nghĩa là chúng không có khả năng giữ lại bầu khí quyển của chúng khi đối mặt với gió sao, thì khả năng lithopanspermia có thể là một điểm cần thiết. Tuy nhiên, trước khi bất cứ ai nghĩ rằng đây là tin xấu khi cuộc săn lùng sự sống diễn ra, điều quan trọng cần lưu ý là nghiên cứu này không loại trừ khả năng sự sống xuất hiện trong tất cả hệ thống sao lùn đỏ.
Như Tiến sĩ Jeremy Drake - nhà vật lý thiên văn cao cấp từ CfA và là một trong những đồng tác giả của Garraffo - đã chỉ ra, kết quả nghiên cứu của họ chỉ đơn giản là chúng ta cần phải tạo ra một mạng lưới rộng lớn khi tìm kiếm sự sống trong Vũ trụ. Anh ấy nói chắc chắn không nên nói mọi người nên từ bỏ việc tìm kiếm sự sống xung quanh những ngôi sao lùn đỏ, anh ấy nói. Tuy nhiên, công việc của chúng tôi và công việc của các đồng nghiệp cho thấy chúng tôi cũng nên nhắm mục tiêu càng nhiều ngôi sao càng giống với Mặt trời.
Và như chính Tiến sĩ Loeb đã chỉ ra trong quá khứ, các ngôi sao lùn đỏ vẫn là nơi có khả năng thống kê nhất để tìm thấy các thế giới có thể ở được:
Bằng cách khảo sát khả năng cư trú của Vũ trụ trong suốt lịch sử vũ trụ từ sự ra đời của những ngôi sao đầu tiên 30 triệu năm sau Vụ nổ lớn đến cái chết của những ngôi sao cuối cùng sau 10 nghìn tỷ năm, người ta đưa ra kết luận rằng trừ khi khả năng cư trú quanh các ngôi sao có khối lượng thấp là Bị đàn áp, cuộc sống rất có thể tồn tại gần các ngôi sao lùn đỏ như Proxima Centauri hoặc TRAPPIST-1 nghìn tỷ năm kể từ bây giờ.
Nếu có một sự rút lui từ những nghiên cứu này, thì đó là sự tồn tại của sự sống trong một hệ sao không chỉ đơn giản là yêu cầu các hành tinh quay quanh các khu vực có thể ở được. Bản chất của các ngôi sao và vai trò của gió mặt trời và từ trường cũng phải được tính đến, vì chúng có thể có nghĩa là sự khác biệt giữa một hành tinh mang sự sống và một quả cầu đá vô trùng!
