Cuộc săn tìm các hành tinh có khả năng ẩn chứa sự sống bên ngoài Hệ Mặt Trời đã trở nên khó khăn hơn. Một nghiên cứu vừa được đăng lên máy chủ arXiv chỉ ra rằng, việc các hành tinh ở gần một ngôi sao lùn lớp M mặc dù dễ thăm dò khả năng tồn tại sự sống, nhưng cũng đồng thời giảm đi cơ hội tồn tại sự sống thật sự trên những hành tinh đó [1].

Sẽ khó khăn hơn để tìm kiếm các hành tinh có khả năng tồn tại sự sống gần các sao lùn đỏ. Ảnh: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARYSẽ khó khăn hơn để tìm kiếm các hành tinh có khả năng tồn tại sự sống gần các sao lùn đỏ.
Ảnh: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Các nhà nghiên cứu thường nhắm đến môi trường xung quanh của sao lùn lớp M, một dạng sao lùn đỏ, như là một nơi dễ dàng để tìm kiếm các hành tinh có thể tồn tại sự sống. Dạng sao này là phổ biến nhất trong Dải Ngân Hà. Với kích thước và khối lượng nhỏ, các nhà khoa học dễ dàng phát hiện các hành tinh quay xung quanh chúng và sử dụng ánh sáng từ ngôi sao để thăm dò bầu khí quyển của hành tinh. Các sao lùn lớp M có nhiệt độ thấp hơn Mặt Trời, do đó, "vùng hỗ trợ sự sống" (habitable zone) của chúng - là khu vực xung quanh một ngôi sao nơi mà nước có thể tồn tại ở dạng lỏng trên một bề mặt rắn - ở gần ngôi sao hơn so với Mặt Trời. Các hành tinh trong khu vực này do đó hoàn tất một vòng quỹ đạo trong thời gian ngắn hơn so với Trái Đất quay quanh Mặt Trời, giúp cho các nhà thiên văn học có nhiều cơ hội hơn để nghiên cứu chúng.

Nhưng "vùng hỗ trợ sự sống" xung quanh các sao lùn lớp M có thể là quá gần ngôi sao để có thể duy trì sự sống, theo lời nhà thiên văn Ofer Cohen đến từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts, người đã công bố phát hiện này trong cuộc họp báo tại một cuộc họp của Hội Thiên văn học Mỹ ở Boston, Massachusetts. Cũng như Mặt Trời thổi một luồng gió Mặt Trời - chứa các hạt mang điện - thì các sao lùn lớp M cũng tạo ra những luồng gió sao tương tự. Luồng gió này có thể bóc lớp khí quyển bảo vệ của một hành tinh trong "vùng hỗ trợ sự sống", khiến cho sự sống khó có thể tồn tại, Cohen cho biết. Chỉ khi hành tinh này có từ trường mạnh hơn so với Trái Đất - đủ mạnh để làm chệch hướng gió sao - thì nó mới có thể giữ được bầu khí quyển.

Các phát hiện trước đó đã hướng các nhà thiên văn học đặt câu hỏi về khả năng tồn tại sự sống trên các hành tinh này. Lấy ví dụ là các vụ bùng phát trên sao lùn lớp M đã được chứng minh là làm tiêu hao bầu khí quyển của các hành tinh quay quanh nó [2]. "Đây là một cú đánh đối với các hành tinh trong "vùng hỗ trợ sự sống" xung quanh sao lùn lớp M," theo lời nhà khoa học địa chất James Kasting đến từ trường Đại học Pennsylvania State, Stage Colledge, không thuộc nhóm nghiên cứu.

Cohen và nhóm nghiên cứu đã kiểm tra ảnh hưởng của sao lùn lớp M đối với ba hành tinh được phát hiện bởi kính viễn vọng không gian Kepler (NASA) và nằm trong "vùng hỗ trợ sự sống" của những ngôi sao đó. Vì các tính chất quan trọng của các ngôi sao này trên thực tế là chưa biết, cho nên nhóm đã chọn một sao lùn, Lacertae (EV Lac), có tuổi đời tương đối trẻ - khoảng 300 triệu năm, để thay thế. Độ sáng và hoạt động từ trường của EV Lac, là nguồn gốc tạo ra gió sao, được mô tả đầy đủ. Ba hành tinh trong bài kiểm tra này có khoảng cách gần ngôi sao hơn nhiều so với khoảng cách giữa Sao Thủy và Mặt Trời.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, áp lực của gió sao tác động lên các hành tinh sẽ mạnh lên từ 10 đến 1000 lần so với tác động của gió Mặt Trời lên Trái Đất.

Tuy vậy, các sao lùn lớp M già hơn EV Lac dường như tạo ra gió sao yếu hơn, theo lời nhà vật lý thiên văn Edward Guinan đến từ trường Đại học Villanova ở Pennsylvania. Nếu vậy, một hành tinh trong "vùng hỗ trợ sự sống" có thể sống sót sau một tỷ năm đầu tiên với toàn bộ bầu khí quyển nguyên vẹn của nó có thể vẫn hỗ trợ sự sống, ông nói.

Ngay cả khi các nhà thiên văn học có thể có nhiều khả năng tìm thấy sự sống xung quanh các ngôi sao giống Mặt Trời về kích thước và khối lượng, thì vẫn còn một cơ hội, theo Cohen, cho các sứ mệnh như Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS/NASA) nghiên cứu về các hành tinh trong "vùng hỗ trợ sự sống" của sao lùn lớp M, bên cạnh những nghiên cứu khác. Những hoạt động quan sát này sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết về khả năng tồn tại sự sống trong Dải Ngân Hà, Cohen nói. Các nhà thiên văn học sẽ luôn luôn thận trọng với cách mà hoạt động của sao lùn lớp M có thể tác động lên các hành tinh trong vùng hỗ trợ sự sống, theo lời Sara Seager, thành viên TESS đến từ Viện Công nghệ Massachusetts ở Cambridge. "Các nhà thiên văn học sẽ luôn tìm kiếm sự sống bất chấp các giới hạn của lý thuyết," Seager nói. "Chúng ta đâu có gì để mất?"

Nguồn: Nature | doi:10.1038/nature.2014.15335

[1] Cohen, O. et al. preprint at http://arxiv.org/abs/1405.7707 (2014).
[2] Hilton, E. J., Hawley, S. L., Kowalski, A. F. & Holtzman, J. preprint at http://arxiv.org/abs/1012.0577 (2010).

Author: Hien PHAN
Cựu thành viên CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC; nghiên cứu viên tại khoa Vũ trụ và Ứng dụng, trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - USTH (Đại học Việt Pháp).


Bài viết xem nhiều