Phát hiện ứng viên sáng giá nhất để tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất

• Trái đất vẫn tiếp tục nóng lên
• Cuộc đua tìm sự sống ngoài hành tinh trên “trái đất 2.0”

Cả bảy hành tinh trên quay xung quanh một sao lùn tên Trappist-1 có khí hậu ôn hòa, cách Trái Đất 40 năm ánh sáng. Họ xác định nơi đây có thể có nước dạng lỏng trên bề mặt và là nơi tốt nhất bên ngoài hệ Mặt Trời để tìm kiếm sự sống.

Trong đó, ba hành tinh nằm trong "vùng sống" của "hệ Mặt trời mới" này được định danh là Trappist-1e, Trappist-1f và Trappist-1g có thể có đại dương trên bề mặt.

Nổi bật hơn cả là Trappist-1f - ứng viên sáng giá nhất để tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất khi nó có nhiệt độ lạnh hơn "hành tinh xanh" một chút nhưng có bầu không khí thích hợp và có lượng khí nhà kính vừa đủ. Đây là lần đầu tiên trong lịch sử các nhà thiên văn học phát hiện nhiều hành tinh nhất giống Trái Đất trong cùng một hệ hành tinh và hầu hết các hành tinh đó nằm trong khu vực có thể tồn tại sự sống.

Phát hiện đầy hứa hẹn

Năm 2010, nhà thiên văn học người Bỉ Michael Gillon cùng các đồng nghiệp bắt đầu theo dõi các ngôi sao nhỏ nhất lân cận hệ Mặt Trời. Tháng 5/2016, nhóm Gillon công bố phát hiện ba hành tinh giống Trái Đất quay quanh ngôi sao được đặt tên Trappist-1.

Dù Trappist-1 có bức xạ thấp hơn Mặt Trời khoảng 1.000 lần, ba hành tinh này vẫn quá nóng để có thể giữ nước dạng lỏng trên bề mặt. Phát hiện đã thúc đẩy nhóm Gillon tiếp tục nghiên cứu Trappist-1, và cho đến tháng 2/2017, nhóm công bố về việc phát hiện thêm bốn hành tinh quanh Trappist-1.

Như vậy có tất cả 7 hành tinh khá giống Trái Đất, được đặt tên lần lượt là Trappist-1b, c, d, e, f, g và h. "Đây là một hệ hành tinh đáng kinh ngạc, không chỉ vì chúng tôi đã phát hiện rất nhiều hành tinh, mà còn vì tất cả hành tinh đều kích cỡ Trái Đất", ông Gillon cho biết. Theo đó, cả bảy hành tinh chỉ mất từ 1,5 đến 20 ngày (tùy vào khoảng cách với sao chủ) để quay một vòng quỹ đạo quanh Trappist-1.

Trong "hệ Mặt Trời" của Trappist-1, các hành tinh quay gần nhất được tin có chế độ thủy triều với một bộ phận bề mặt luôn là đêm, còn mặt kia là ngày. Các nhà khoa học cho rằng, nếu đứng trên bề mặt của một trong các hành tinh thì sẽ nhận được lượng ánh sáng ít hơn 200 lần lượng ánh sáng nhận được từ Mặt Trời. Tuy nhiên do khoảng cách giữa các hành tinh ở "vùng sống được" với sao chủ khá gần nên vẫn có đủ độ ấm cho sự sống.

"Hệ Mặt Trời" mới này có thời gian tồn tại lâu hơn hệ Mặt Trời của Trái Đất vì bản thân sao chủ Trappist-1 vẫn còn là một ngôi sao trẻ khi Mặt Trời "của loài người" đã dần chết. 

Theo miêu tả, Trappist-1 màu đỏ, có nhiệt độ bằng một nửa và khối lượng bằng 1/10 khối lượng Mặt Trời. Trappist-1 tương đối nhỏ và lạnh nên bảy hành tinh quay quanh đều có nhiệt độ ôn hòa. Điều này có nghĩa, chúng có thể có nước lỏng - và sự sống - trên bề mặt. Hơn nữa, ngôi sao này hiện 500 triệu năm tuổi nhưng có tuổi thọ ước tính lên đến 10.000 tỉ năm, đủ để sự sống tiến hóa trên đó.

Cụ thể hơn, trong bảy hành tinh của hệ Trappist-1, có 3 hành tinh Trappist-1e, f và g nằm trong "khu vực có thể tồn tại sự sống", tức khu vực quanh một ngôi sao mà nước dạng lỏng có thể hình thành trên bề mặt một hành tinh. Hành tinh nằm xa nhất là Trappist-1h có khả năng băng giá, trong khi ba hành tinh gần nhất là Trappist-1b, c và d lại quá nóng. Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu sâu hơn về các hành tinh này để tìm kiếm sự sống ở đây.

Việc phát hiện bảy hành tinh giống Trái Đất trong hệ Trappist-1 mang lại các lựa chọn tốt nhất cho việc săn tìm sự sống ngoài hệ Mặt Trời, bởi vì các hệ hành tinh quanh những ngôi sao nhỏ như vậy là những nơi duy nhất có thể phát hiện sự sống trên một hành tinh với công nghệ hiện tại của loài người. Đây là lần đầu tiên nhiều hành tinh có kích thước giống Trái Đất và nhiệt độ ôn hòa được phát hiện quay quanh quỹ đạo một ngôi sao.

Ngoài ra, việc hệ thống này không quá xa Trái Đất - cũng như Trappist-1 mờ hơn Mặt Trời khoảng 200 lần - hứa hẹn cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu cặn kẽ hơn về khí quyển của từng hành tinh để tìm kiếm những dấu vết hóa học của hoạt động sinh học trên đó.

Hành trình gian nan

Liệu Trái Đất có "anh em sinh đôi" nào tồn tại đâu đó hay không? Các nhà thiên văn học đang tiến gần hơn trong tiến trình tìm kiếm hành tinh có kích cỡ và quỹ đạo như Trái Đất. Hệ thống Trappist-1 được phát hiện chỉ là một trong số hơn 3.500 ngoại hành tinh được phát hiện cho đến hiện nay. Sau đó, các nhà thiên văn bắt đầu tìm hiểu thêm về chúng, sử dụng hai kính viễn vọng không gian Hubble và Spitzer của NASA.

Hiện các nhà khoa học đã bước vào giai đoạn tìm hiểu xem trên bề mặt các hành tinh có dấu hiệu tồn tại của những loại khí như oxy và methane hay không. Đây là những manh mối giúp họ biết được chuyện gì đang xảy trên bề mặt, góp phần hỗ trợ cho công cuộc nghiên cứu các hành tinh có khả năng nuôi dưỡng sự sống giống Trái Đất.

Với phát hiện Trappist-1, loài người đã có một bước nhảy vọt để tăng tốc săn tìm những hành tinh có thể tồn tại sự sống. Khoảng 15% số ngôi sao trong vùng lân cận Mặt Trời là các ngôi sao lùn siêu mát như Trappist-1, có cấu trúc đá và đem lại hi vọng về "miền đất hứa" cho loài người.

Trước đây, nhờ sự hỗ trợ đắc lực của kính thiên văn Kepler, các nhà khoa học của NASA đã phát hiện thêm gần 1.500 ngoại hành tinh mới, trong đó hàng trăm hành tinh có kích thước tương đương Trái Đất, và một số nằm trong "vùng có khả năng sinh sống được" do có thể có nước tồn tại. Đây là những vùng có nhiệt độ không quá nóng, không quá lạnh đối với dạng nước lỏng - một nhân tố quan trọng giúp sự sống tồn tại.

Với giá trị lên tới 600 triệu USD và được đưa vào vũ trụ từ tháng 3/2009, Kepler là kính thiên văn đầu tiên được NASA thiết kế nhằm tìm kiếm các hành tinh có kích thước hay cấu tạo giống Trái Đất ngoài hệ Mặt Trời bằng cách đo những thay đổi về độ sáng của một ngôi sao chủ khi có một hành tinh bay ngang qua.

Tháng 7-2015, NASA thông báo kính thiên văn Kepler đã phát hiện một hành tinh ngoài hệ Mặt Trời có tên Kepler-452b, với nhiều đặc điểm giống Trái Đất nhất từ trước tới nay. Đây được xem là một phát hiện mang tính cách mạng, mở ra hi vọng cho công cuộc tìm kiếm một "Trái Đất 2.0" trong vũ trụ.

Ở vào thời điểm hiện tại, bên cạnh Kepler, kính Hubble tiếp tục được sử dụng cho sứ mệnh nghiên cứu về Trappist-1. Một khi NASA và Cơ quan Không gian châu Âu (ESA) phóng kính viễn vọng không gian James Webb vào năm 2018, các nhà khoa học sẽ có thêm điều kiện nghiên cứu chính xác những hành tinh thuộc Trappist-1. 

Trước mắt, dựa trên những thông tin có được, các nhà nghiên cứu và NASA đã vẽ ra bức tranh cuộc sống trên những hành tinh mới - được đặt biệt danh là "bảy anh chị em của Trái Đất" - trong trường hợp con người đặt chân được đến đó.

Cuối năm 2018, kính viễn vọng không gian James Webb sẽ hoạt động cùng ba thiết bị khổng lồ trên mặt đất là kính viễn vọng cực lớn châu Âu (E-ELT), kính viễn vọng khổng lồ Magellan (GMT) và kính viễn vọng ba mươi mét (TMT), bắt đầu quan sát bầu trời từ đầu những năm 2020 và nghiên cứu bầu khí quyển các hành tinh ở gần như hệ Trappist-1.

Giới khoa học cho biết, sẽ phải "rất may mắn" mới có thể giải mã được bầu khí quyển của các hành tinh giống như Trái Đất khi đi qua nó ngay cả khi biết chắc nó giống với Trái Đất. Quá trình này sẽ vô cùng tỉ mỉ, cần phải tiến hành nhiều lần, có lẽ cả trăm lần, thậm chí đối với cả những ngôi sao nằm gần Trái Đất vài năm ánh sáng, chứ chưa đề cập đến một nơi ở cách "hành tinh xanh" 40 năm ánh sáng.

Mặc dù công việc rất khó khăn, đây hứa hẹn vẫn sẽ là một nỗ lực thú vị thách thức trí tuệ và lòng kiên trì của con người nhằm tìm ra các đặc tính của bầu khí quyển của một hành tinh mới đầy hứa hẹn. Tiếp đó, giới khoa học toan tính phóng một tàu thăm dò tự hành đến tận Trappist-1. Tuy còn xa vời nhưng lại đầy triển vọng.

Năm 2016, dự án 100 triệu USD Breakthrough Starshot của nhóm các nhà khoa học và kỹ sư được khởi động nhằm phát triển các công nghệ tàu thăm dò nhỏ sử dụng năng lượng laser mạnh để đạt tốc độ bằng 20% tốc độ ánh sáng. Một khi Breakthrough Starshot hoạt động, các tàu vũ trụ này có thể đến hệ Trappist-1 sau khi khởi hành… khoảng 200 năm.