Vừa tìm thấy "siêu Trái Đất" ở gần Hệ Mặt Trời: Giới khoa học vô cùng phấn khích!

Tuần này, các nhà khoa học đã công bố việc phát hiện ra một "siêu Trái Đất" gần Hệ Mặt Trời của chúng ta có khả năng hỗ trợ sự sống, và gọi nó là một "thế giới nước".

Nhóm nghiên cứu, do các nhà khoa học thuộc Đại học Montreal (Canada) dẫn đầu, đã sử dụng các quan sát từ Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh (TESS) của NASA, cũng như các kính viễn vọng trên mặt đất, để phát hiện ngoại hành tinh tiềm năng này.

Họ đặt tên nó là TOI-1452b. Ngoại hành tinh TOI-1452 b - thuộc chòm sao Draco (Thiên Long) được mô tả là có nhiều đá giống như Trái Đất, nhưng lớn hơn, và quay quanh một cặp ngôi sao lùn đỏ cách hành tinh của chúng ta khoảng 100 năm ánh sáng, mà các nhà khoa học nói là "khá gần".

TÌM THẤY ƯNG VIÊN SÁNG GIÁ CHO SỰ SỐNG

Kết quả ban đầu cho thấy, TOI-1452 b lớn hơn Trái Đất khoảng 70% và nặng gấp 5 lần, điều này phù hợp với việc có một đại dương rất sâu - nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm. 

Các phép đo về kích thước và khối lượng của "siêu Trái Đất" này cho thấy một hành tinh có mật độ phù hợp với đại dương lỏng toàn cầu. Giới nghiên cứu tin rằng những thế giới như thế này là có thể xảy ra, nhưng họ vẫn chưa tìm ra một cách chính xác.

Hình ảnh mô phỏng ngoại hành tinh TOI-1452 b, một hành tinh nhỏ có thể bị bao phủ hoàn toàn trong đại dương sâu. Nguồn: BENOÎT GOUGEON, ĐẠI HỌC MONTREAL

"Chúng ta sẽ cần theo dõi các quan sát từ Kính viễn vọng Không gian James Webb để nghiên cứu bầu khí quyển của ngoại hành tinh này và đưa ra các nhận định tự tin hơn về bản chất của TOI-1452b. Dẫu vậy, việc tìm thấy ngoại hành tinh được cho là chưa một đại dương nước là một kết quả ban đầu đầy hấp dẫn" - Nhà thiên văn, tác giả chính người Canada Charles Cadieux thuộc Đại học Montreal nói.

Nhóm các nhà nghiên cứu đã viết trong một bài báo đăng trên Tạp chí Thiên văn học có tựa đề: "Bài báo này báo cáo việc khám phá và mô tả đặc điểm của ngoại hành tinh ôn đới TOI-1452b".

"Kết quả ban đầu từ mô hình của chúng tôi và thực tế cho thấy hành tinh nhận được lượng bức xạ và nhiệt độ lý tưởng để biến TOI-1452b trở thành một ứng viên thế giới nước lý tưởng cho sự sống phát triển".

NASA cho biết hành tinh này cũng có thể là một tảng đá khổng lồ có ít hoặc không có khí quyển - hoặc thậm chí là một hành tinh đá có bầu khí quyển được tạo thành từ hydro hoặc heli.

Một năm trên TOI-1452b chỉ mất 11 ngày, nhưng nó nhận được một lượng ánh sáng tương tự từ ngôi sao nhỏ hơn, mát hơn của nó, giống như sao Kim từ Mặt Trời của chúng ta. Mặc dù quỹ đạo gần của nó, TOI-1452b vẫn nằm trong "khu vực có thể sinh sống", có nghĩa là nó có thể có nước lỏng trên bề mặt của nó.

Thật dễ dàng để hiểu tại sao TOI-1452b "trốn tránh" sự phát hiện cho đến bây giờ, mặc dù nó tương đối gần với Hệ Mặt Trời.

Các nhà khoa học đã tìm thấy ngoại hành tinh này quay quanh một trong một cặp sao gần giống sao lùn đỏ, nhỏ, cách nhau một khoảng cách chỉ 97 đơn vị thiên văn - Một khoảng cách gần nhau đến nỗi hai ngôi sao dường như là một.

Tuy nhiên, kính thiên văn săn tìm ngoại hành tinh TESS đủ nhạy để phát hiện những vết lõm đều đặn, mờ nhạt trong ánh sáng sao cho thấy một vật thể thường xuyên đi qua giữa chúng ta và ngôi sao chủ của nó. 

Các nhà nghiên cứu đã theo dõi bằng thiết bị có độ nhạy cao của riêng họ cũng được thiết kế để phát hiện các chuyển dịch ngoài hành tinh tại Đài quan sát Mont Mégantic ở Canada.

Những quan sát từ cả hai kính thiên văn (TESS và Đài quan sát Mont Mégantic) cho thấy thực sự có một ngoại hành tinh quay quanh một trong những ngôi sao trong hệ nhị phân TOI-1452.

NHỮNG PHÁT HIỆN THÚ VỊ VỀ "SIÊU TRÁI ĐẤT" MỚI

Bằng cách xem xét lượng ánh sáng mà ngôi sao phát ra và nó mờ đi bao nhiêu khi ngoại hành tinh đi qua phía trước, các nhà nghiên cứu có thể xác định chắc chắn rằng ngoại hành tinh này tương đối nhỏ, có kích thước gấp 1,672 lần Trái Đất - một kích thước mà các nhà khoa học hay gọi là siêu Trái Đất.

TOI-1452b nằm trên quỹ đạo lý tưởng với ngôi sao của nó - nơi nhiệt độ không quá nóng và không quá lạnh - để nước duy trì ở trạng thái lỏng liên tục.

Cận cảnh minh họa ngoại hành tinh cách Trái Đất khoảng 100 năm ánh sáng trong chòm sao Draco. Nguồn:

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã xem xét kỹ hơn ngôi sao. Cụ thể, họ đã nghiên cứu vận tốc xuyên tâm của nó - cách nó di chuyển do ảnh hưởng hấp dẫn của ngoại hành tinh. Đó là bởi vì bất kỳ hai thiên thể nào trong một hệ thống đều quay quanh một trọng tâm lẫn nhau - nghĩa là ngôi sao di chuyển một chút, theo cách sắp xếp quỹ đạo của nó với TOI-1452b.

Những thay đổi trong ánh sáng của ngôi sao tiết lộ chuyển động này cho phép các nhà thiên văn tính toán khối lượng của vật thể quay quanh quỹ đạo bằng cách xác định cường độ của chuyển động đó. Vì vậy, họ có thể lấy "siêu Trái Đất" TOI-1452b có khối lượng gấp 4,82 lần Trái Đất.

Và đây là lúc nó bắt đầu trở nên thực sự thú vị.

Khi bạn có kích thước và khối lượng của một vật thể, bạn có thể suy ra mật độ trung bình của nó. Đối với TOI-1452b, mật độ đó là 5,6 gam trên một cm khối, và nó rất gần với mật độ của Trái Đất là 5,5 gam trên một cm khối. Nhưng mật độ tương tự như của Trái Đất, đối với một vật thể có khối lượng lớn hơn, chỉ ra rằng vật thể đó được cấu tạo từ một vật liệu nhẹ hơn, các nhà nghiên cứu cho biết.

"Ngoại hành tinh TOI-1452b là một trong những ứng cử viên sáng giá nhất cho một hành tinh đại dương mà chúng tôi đã tìm thấy cho đến nay", Cadieux nói. "Bán kính và khối lượng của nó cho thấy mật độ thấp hơn nhiều so với những gì người ta mong đợi đối với một hành tinh về cơ bản được tạo thành từ kim loại và đá, như Trái Đất."

Nếu ngoại hành tinh "có một không hai" này được xác nhận là một thế giới nước, đại dương của nó sẽ sâu hơn đáng kể so với Trái Đất. Trong khi hành tinh của chúng ta có 70% là nước, các đại dương chỉ chiếm chưa đến 1% khối lượng của hành tinh - trong khi nước trên TOI-1452b có thể chiếm tới 30% khối lượng của nó.

Đó là một lượng nước rất lớn. Thành phần của TOI-1452b dường như gần với thành phần của mặt trăng nước Europa trên quỹ đạo với Sao Mộc và Enceladus trên quỹ đạo với Sao Thổ.

Trưởng nhóm nghiên cứu Charles Cadieux cho biết: “TOI-1452 b là một trong những ứng cử viên sáng giá nhất cho một hành tinh đại dương mà chúng tôi đã tìm thấy cho đến nay. Bán kính và khối lượng của nó cho thấy mật độ thấp hơn nhiều so với những gì người ta mong đợi đối với một hành tinh về cơ bản được tạo thành từ kim loại và đá, như Trái Đất."

Tuy nhiên, chỉ với những chỉ số mà chúng tôi có hiện giờ, không thể nói chính xác TOI-1452b được làm bằng gì. 

Đây là lúc cần sự giúp đỡ của Kính viễn vọng James Webb.

Bạn có nhớ cách hành tinh đi qua giữa chúng ta và ngôi sao của nó không? Một số ánh sáng của ngôi sao sẽ đi qua bầu khí quyển của ngoại hành tinh - nếu nó có. Và kính James Webb đủ nhạy để phát hiện sự khác biệt về ánh sáng đó ở mức độ chi tiết đủ để các nhà khoa học có thể tìm ra những gì trong bầu khí quyển của ngoại hành tinh.

Nếu TOI-1452b là một thế giới nước, thì James Webb sẽ là thợ chụp được bức ảnh tốt nhất để chúng ta hiểu sâu về ngoại hành tinh này.

Nhà thiên văn học René Doyon thuộc Đại học Montreal (Canada) cho biết: “Những quan sát của chúng tôi với Kính viễn vọng James Webb sẽ là điều cần thiết để hiểu rõ hơn về TOI-1452b. Ngay khi có thể, chúng tôi sẽ 'đặt lịch' James Webb để quan sát thế giới kỳ lạ và tuyệt vời này."

Kính viễn vọng không gian James Webb đang thực hiện sứ mệnh tìm hiểu nguồn gốc vũ trụ của chúng ta.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí The Astronomical Journal.

Bài viết sử dụng các nguồn: Sciencealert, CBS News