Trong những thập kỷ gần đây, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra nhiều hành tinh mà họ tin là có bản chất giống Trái đất, có nghĩa là chúng có vẻ như trên mặt đất (tức là đá) và quay quanh các ngôi sao của chúng ở khoảng cách phù hợp để hỗ trợ sự tồn tại của nước lỏng trên bề mặt của chúng . Thật không may, nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng nhiều trong số các hành tinh này trên thực tế có thể là thế giới nước Cam, nơi nước chiếm một tỷ lệ đáng kể trong khối lượng hành tinh.
Đối với cộng đồng khoa học, điều này dường như chỉ ra rằng những thế giới này không thể ở được lâu được vì họ sẽ không thể hỗ trợ việc luân chuyển các khoáng chất và khí giữ cho khí hậu ổn định trên Trái đất. Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Chicago và Đại học bang Pennsylvania, những thế giới nước này có thể dễ sống hơn những gì chúng ta nghĩ.
Nghiên cứu của họ, mang tên Khả năng sinh sống của thế giới nước ngoài hành tinh, gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn. Nghiên cứu được thực hiện bởi Edwin S. Kite, một giáo sư trợ lý của Khoa Khoa học Địa vật lý tại Đại học Chicago; và Eric B. Ford, giáo sư tại Trung tâm Ngoại giao và Thế giới sống của Đại học Pennsylvania, Viện Khoa học Điện tử và Trung tâm Nghiên cứu Sinh học Sinh học Bang Pennsylvania.
Trong nghiên cứu của mình, Kite và Ford đã chế tạo các mô hình cho các hành tinh đá có lượng nước gấp nhiều lần Trái đất, có tính đến việc nhiệt độ và hóa học đại dương sẽ phát triển như thế nào trong khoảng thời gian nhiều tỷ. Mục đích của việc này là để giải quyết một số giả định đã tồn tại từ lâu khi nói đến khả năng cư trú của hành tinh. Quan trọng nhất trong số đó là các hành tinh cần phải có điều kiện tương tự Trái đất để hỗ trợ sự sống trong thời gian dài.
Ví dụ, hành tinh Trái đất đã có thể duy trì nhiệt độ ổn định trong thời gian dài bằng cách hút khí nhà kính thành khoáng chất (dẫn đến làm mát toàn cầu) và tự làm nóng lên bằng cách giải phóng khí nhà kính qua núi lửa. Quá trình như vậy sẽ không thể xảy ra trên thế giới nước, nơi toàn bộ bề mặt (và thậm chí là một phần khối lượng đáng kể) của hành tinh bao gồm nước.
Trên những thế giới này, nước sẽ ngăn chặn sự hấp thụ carbon dioxide của đá và ngăn chặn hoạt động của núi lửa. Để giải quyết vấn đề này, Kite và Ford đã thiết lập một mô phỏng với hàng ngàn hành tinh được tạo ngẫu nhiên và theo dõi sự tiến hóa của khí hậu theo thời gian Những gì họ tìm thấy là thế giới nước vẫn có thể duy trì trạng thái cân bằng nhiệt độ trong hàng tỷ năm. Như Kite đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của UChicago News:
Điều này thực sự đẩy lùi ý tưởng bạn cần một bản sao Trái đất, đó là một hành tinh có một vùng đất và một đại dương cạn. Điều ngạc nhiên là nhiều người trong số họ vẫn ổn định trong hơn một tỷ năm, chỉ nhờ vào sự may mắn. Dự đoán tốt nhất của chúng tôi là nó LỚN theo thứ tự 10 phần trăm trong số họ.
Đối với những hành tinh này, chỉ cách các ngôi sao của chúng một khoảng cách phù hợp, các mô phỏng chỉ ra rằng có lượng carbon phù hợp. Và trong khi chúng không có đủ khoáng chất và các nguyên tố từ lớp vỏ hòa tan trong đại dương để kéo carbon ra khỏi khí quyển, chúng có đủ nước để luân chuyển carbon giữa khí quyển và đại dương. Quá trình này rõ ràng là đủ để giữ cho khí hậu ổn định trong vài tỷ năm.
Kite có bao nhiêu thời gian về cơ bản phụ thuộc vào carbon dioxide và cách mà nó phân vùng giữa đại dương, khí quyển và đá trong những năm đầu tiên, Kite nói. Có vẻ như có một cách để giữ cho một hành tinh có thể ở được lâu dài mà không cần đi xe đạp địa hóa mà chúng ta thấy trên Trái đất.
Các mô phỏng dựa trên các hành tinh quay quanh các ngôi sao như của chúng ta - sao G (sao lùn vàng) - nhưng kết quả rất lạc quan đối với các sao loại M (sao lùn đỏ). Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã xác định rằng các hệ thống này hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự sống vì tuổi thọ tự nhiên của chúng và làm thế nào chúng trở nên sáng hơn chậm hơn theo thời gian - giúp cho sự sống xuất hiện lâu hơn.
Mặc dù các sao lùn đỏ cũng được biết đến là biến đổi và không ổn định so với Mặt trời của chúng ta, dẫn đến nhiều ngọn lửa có thể tước đi bầu khí quyển của một hành tinh, thực tế là một thế giới đại dương sẽ có khả năng đạp đủ carbon để giữ cho bầu khí quyển ở nhiệt độ ổn định là khích lệ. Giả sử rằng một số hành tinh quay quanh các sao lùn đỏ có từ trường bảo vệ, chúng cũng có thể duy trì các điều kiện sống trong thời gian dài.
Trong những năm gần đây, hàng loạt các khám phá ngoại hành tinh đã khiến trọng tâm của các nghiên cứu ngoại hành tinh chuyển từ phát hiện sang đặc tính. Chính điều này đã khiến các nhà khoa học bắt đầu suy đoán về các loại điều kiện mà sự sống có thể xuất hiện và phát triển. Mặc dù cách tiếp cận trái cây treo thấp của người Hồi giáo vẫn là phương tiện chính được các nhà khoa học sử dụng để tìm các hành tinh có thể ở được - nơi các nhà khoa học tìm kiếm các hành tinh có điều kiện tương tự Trái đất - rõ ràng là có khả năng khác.
Trong những năm tới, với việc triển khai các kính thiên văn dựa trên không gian như Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) và các kính viễn vọng trên mặt đất như Kính viễn vọng Ba mươi mét, Kính thiên văn cực lớn và Kính thiên văn Magellan khổng lồ, các nhà thiên văn học sẽ có thể mô tả bầu khí quyển của các ngoại hành tinh và xác định xem chúng thực sự là thế giới nước hay hành tinh ).
Những kính thiên văn tương tự này cũng sẽ cho phép các nhà thiên văn học tìm kiếm các phép đo sinh học trong các bầu khí quyển này, điều này không chỉ giúp xác định xem chúng có khả năng sống được hay không, mà còn có khả năng cư trú.
