Các nhà khoa học lập bản đồ 45 ngoại hành tinh đá với điều kiện lý tưởng để nuôi dưỡng sự sống ngoài hành tinh

Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế do Đại học Cornell dẫn đầu đã tạo ra một danh mục giới hạn các thiên thể hứa hẹn nhất để tìm kiếm các sinh vật ngoài Trái đất. Các nhà nghiên cứu đã lọc một cơ sở dữ liệu chứa khoảng sáu nghìn thế giới đã được xác nhận để đưa ra một nhóm được chọn. Kết quả chỉ ra 45 ngoại hành tinh đá quay quanh các ngôi sao tương ứng của chúng trong vùng được gọi là vùng có thể ở được. Vị trí đặc quyền cho phép duy trì nhiệt độ thích hợp trên bề mặt. Nước lỏng đại diện cho yêu cầu chính được các nhà khoa học tìm kiếm ngày nay.

Cuộc khảo sát đầy đủ đã được công bố chính thức trên các trang của tạp chí khoa học Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Tài liệu này đóng vai trò là hướng dẫn thực tế nhằm định hướng nguồn lực của các đài quan sát trên mặt đất và không gian trong những năm tới. Việc sàng lọc yêu cầu phải trao đổi thông tin được ghi lại bằng các dụng cụ đo thiên văn khác nhau. Các chuyên gia đã đánh giá khoảng cách chính xác giữa mỗi hành tinh và ngôi sao chủ của nó. Thành phần cấu trúc của các ngôi sao cũng ảnh hưởng đến quyết định cuối cùng về việc tách thế giới rắn khỏi các hành tinh khí khổng lồ.

Thông số phân loại và dữ liệu thiên văn chéo

Điều phối viên của bộ phận vật lý thiên văn chịu trách nhiệm nghiên cứu, Lisa Kaltenegger, đã xác định công việc này là một bản đồ ưu tiên cho việc khám phá vũ trụ. Mục tiêu trọng tâm là tối ưu hóa thời gian sử dụng các thiết bị đắt tiền được cộng đồng khoa học toàn cầu săn đón. Các kính thiên văn hiện đại có khả năng quan sát đồng thời hạn chế. Việc tập trung vào các mục tiêu có xác suất thành công cao sẽ làm tăng cơ hội phát hiện các dị thường hóa học. Nhà nghiên cứu củng cố rằng danh mục này chỉ ra chính xác nơi nhân loại sẽ hướng tới trong những thập kỷ tới.

Phương pháp được áp dụng ngay lập tức loại trừ các hành tinh khí khổng lồ, tương tự như Sao Mộc hoặc Sao Thổ, vì chúng không có bề mặt rắn. Ưu tiên rơi vào những quả cầu đá có kích thước và khối lượng tương đương với Trái đất. Khoảng cách quỹ đạo cần thiết để đảm bảo rằng bức xạ sao nhận được không quá nhiều để làm bốc hơi các đại dương cũng như không quá ít để đóng băng toàn bộ hành tinh. Cân bằng nhiệt xác định vùng có thể ở được của bất kỳ hệ hành tinh nào đã biết.

Quá trình lọc yêu cầu tích hợp nhiều danh mục thiên văn được duy trì bởi các tổ chức quốc tế khác nhau. Các nhà khoa học đã tổng hợp các bộ thông tin sau:

• Hồ sơ lập bản đồ sao từ kính viễn vọng không gian Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu.
• Các tập tin chuyển tiếp hành tinh công cộng do NASA quản lý.
• Các phép đo quang phổ tập trung vào việc phát hiện khí quyển nguyên thủy.
• Phân tích độ ổn định quỹ đạo và sự thay đổi nhiệt độ bề mặt.

Sự kết hợp của những yếu tố này làm giảm đáng kể số lượng ứng viên khả thi. Khoa học sinh học vũ trụ nghiên cứu khái niệm sự sống dựa vào carbon và phụ thuộc vào nước, nhưng bản thân các tác giả cũng nhận ra những hạn chế của phương pháp này. Các sinh vật ngoài hành tinh có thể có chức năng trao đổi chất hoàn toàn khác với mô hình trên cạn. Sinh học ngoài Trái đất có khả năng khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên với cấu trúc dựa trên các nguyên tố như silicon hoặc amoniac.

Các hệ sao lân cận chiếm ưu thế hàng đầu trong danh sách ưu tiên

Bản kiểm kê cuối cùng nêu bật những ngôi sao vốn đã nằm trong số những khám phá quan trọng nhất trong thiên văn học đương đại. Ngoại hành tinh Proxima Centauri b dẫn đầu bảng xếp hạng khoảng cách, chỉ cách hệ mặt trời của chúng ta 4,2 năm ánh sáng. Khoảng cách tương đối ngắn khiến thế giới trở thành mục tiêu hàng đầu để quan sát liên tục. Khoảng cách gần giúp thu được các photon phản chiếu bởi bầu khí quyển của hành tinh dễ dàng hơn. Không có ứng cử viên nào có thể sinh sống được ở gần Trái đất đến vậy.

Hệ thống TRAPPIST-1 tập trung mật độ cao nhất của các thế giới hứa hẹn vào một khu vực vũ trụ duy nhất. Ngôi sao lùn đỏ, nằm cách chúng ta khoảng 40 năm ánh sáng, là ngôi nhà của bảy hành tinh đá trong quỹ đạo của nó. Bốn trong số các thiên thể này – được đặt tên là TRAPPIST-1d, TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f và TRAPPIST-1g – nằm thoải mái trong vùng có thể ở được. Cấu hình bất thường cho phép kính thiên văn nghiên cứu nhiều mục tiêu cùng lúc chỉ bằng cách hướng vào cùng một tọa độ trên bầu trời.

Những cái tên nổi tiếng khác trong cộng đồng thiên văn học cũng được đảm bảo có một chỗ trong danh mục hạn chế. Hành tinh LHS 1140b, cách chúng ta 48 năm ánh sáng, có đặc điểm quỹ đạo cực kỳ ổn định và quay quanh một ngôi sao yên tĩnh, không thường xuyên xảy ra các vụ nổ bức xạ. Xa hơn, khoảng 500 năm ánh sáng, Kepler-186f vẫn duy trì được ý nghĩa lịch sử và khoa học. Ngôi sao này là ngôi sao có kích thước Trái đất đầu tiên được phát hiện trong vùng có thể ở được của một ngôi sao khác.

Leia Também

WhatsApp ra mắt Liquid Glass: thiết kế mới yêu cầu cập nhật iPhone và Android

Samsung giảm giá Galaxy Watch Ultra xuống còn 370 USD và tăng cường cạnh tranh trong lĩnh vực thiết bị đeo

Nền tảng PlayStation cập nhật danh mục với bốn trò chơi miễn phí trong tháng 2

Những khám phá gần đây chứng minh rằng vũ trụ quan sát được tiếp tục cung cấp những mục tiêu mới đáng quan tâm. Ngoại hành tinh TOI-715b, nằm cách chúng ta 137 năm ánh sáng, lọt vào danh sách nhờ các phép đo chính xác về mật độ và nhiệt độ của nó. Khoảng cách hơn một trăm năm ánh sáng khiến việc phân tích trực tiếp trở nên khó khăn, nhưng các đặc tính vật lý của thiên thể biện minh cho nỗ lực quan sát. Công nghệ hiện tại có thể trích xuất dữ liệu có giá trị ngay cả từ các nguồn ánh sáng ở xa.

Hướng nguồn lực cho thế hệ kính thiên văn tiếp theo

Tính hữu ích trước mắt của cuộc khảo sát ảnh hưởng trực tiếp đến lịch trình hoạt động của các thiết bị như Kính viễn vọng Không gian James Webb. Thiết bị có cảm biến hồng ngoại có khả năng xuyên qua bụi vũ trụ và đọc thành phần hóa học của khí quyển ngoài hành tinh. 45 hành tinh được chọn sẽ được ưu tiên hàng đầu trong hàng đợi quan sát. Các nhà thiên văn học tìm kiếm các dấu hiệu sinh học cụ thể, chẳng hạn như nồng độ oxy, metan hoặc ozone bất thường. Sự hiện diện đồng thời của một số loại khí nhất định cho thấy khả năng hoạt động sinh học cao.

Các cơ quan không gian trên khắp thế giới sử dụng loại bản đồ này để điều chỉnh ngân sách và phê duyệt các sứ mệnh mới. Việc lập kế hoạch cho các tàu thăm dò không người lái giữa các vì sao đòi hỏi phải có hàng thập kỷ trước. Hệ thống TRAPPIST-1 xuất hiện như một điểm đến hợp lý nhất cho một dự án du hành vũ trụ sâu giả định. Một nhiệm vụ duy nhất được gửi đến khu vực đó có thể tuần tự điều tra bốn thế giới có thể sinh sống được. Kỹ thuật hàng không vũ trụ hiện tại vẫn chưa làm chủ được động cơ đẩy cần thiết để vượt qua 40 năm ánh sáng một cách kịp thời.

Nghiên cứu này cũng đặt nền tảng thống kê quan trọng cho vũ trụ học. Tỷ lệ của 45 thế giới lý tưởng được tìm thấy trong mẫu sáu nghìn ngoại hành tinh đã được xác nhận cho phép chúng ta ngoại suy các con số cho toàn bộ Dải Ngân hà. Thiên hà là ngôi nhà của hàng tỷ ngôi sao. Toán học củng cố lý thuyết cho rằng môi trường thuận lợi cho sự phát triển sinh học là phổ biến trong vũ trụ.

Giao thoa giữa các khái niệm khoa học và khoa học viễn tưởng nghiêm ngặt

Nghiên cứu học thuật thường đối thoại với các kịch bản được khám phá trong văn hóa đại chúng và văn học viễn tưởng. Điều phối viên nghiên cứu đã trích dẫn các tác phẩm đương đại tưởng tượng các nhiệm vụ giải cứu nhằm vào các hệ sao cụ thể, chẳng hạn như bộ phim Kính mừng Maria. Những ngôi sao như Tau Ceti và 40 Eridanus đã tồn tại trong trí tưởng tượng của công chúng trong nhiều thập kỷ. Mặc dù các hệ thống này không chứa những ứng cử viên mạnh nhất trong danh sách hiện tại, nhưng tiền đề của việc lập bản đồ các điểm đến ưu tiên phản ánh chính xác công việc do nhóm Đại học Cornell thực hiện.

Việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất đang bước vào giai đoạn trưởng thành về mặt công nghệ và phương pháp. Danh mục 45 hành tinh không phải là một tài liệu dứt khoát mà là một điểm khởi đầu năng động. Những quan sát mới chắc chắn sẽ thay đổi thứ hạng, thêm các thế giới mới được phát hiện và hạ cấp các thế giới khác sau khi phân tích khí quyển chi tiết hơn. Khoa học tiến bộ bằng cách loại bỏ một cách có hệ thống các kết quả dương tính giả.

Di sản của việc lập bản đồ nằm ở việc tổ chức kiến ​​thức được tích lũy trong ba thập kỷ săn lùng ngoại hành tinh vừa qua. Quá trình chuyển đổi từ giai đoạn khám phá đơn giản sang giai đoạn mô tả đặc điểm chi tiết đòi hỏi sự tập trung tuyệt đối. Các nhà thiên văn học hiện đã có mục tiêu rõ ràng để tập trung nỗ lực phân tích. Việc phát hiện dấu hiệu sinh học đầu tiên bên ngoài hệ mặt trời phụ thuộc trực tiếp vào việc lựa chọn chính xác vị trí đặt các thiết bị quan sát.