Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã phát hiện ra dấu vết của các phân tử gốc carbon trong bầu khí quyển của một thế giới đại dương có quỹ đạo nằm trong vùng có thể ở được của một ngôi sao cách hệ Mặt trời 120 năm ánh sáng.
Ngoại hành tinh K2–18 b, một hành tinh có bán kính lớn hơn Trái đất từ hai đến ba lần và cách chúng ta 120 năm ánh sáng, là một mục tiêu hấp dẫn đối với các nhà thiên văn học trong việc tìm kiếm sự sống ngoài hệ Mặt trời. Các nghiên cứu và quan sát trước đây với Kính viễn vọng Không gian Hubble đã chỉ ra rằng, hành tinh này có thể là một thế giới đại dương, hay còn gọi là "Hycean", tràn ngập nước lỏng - một thành phần quan trọng cho sự sống.
Các kết quả mới tiết lộ rằng bầu khí quyển của K2-18 b có dấu vết của carbon dioxide và metan mà không có amoniac. Điều này cho thấy có khả năng tồn tại một đại dương nước nằm bên dưới bầu khí quyển giàu hydro của ngoại hành tinh này.
Tác giả chính của nghiên cứu và nhà khoa học tại Đại học Cambridge Nikku Madhusudhan cho biết : “Phát hiện của chúng tôi nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét các môi trường sống đa dạng trong việc tìm kiếm sự sống ở nơi khác. Theo truyền thống, việc tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh chủ yếu tập trung vào các hành tinh đá nhỏ hơn, nhưng các thế giới Hycean lớn hơn lại thuận lợi hơn đáng kể cho việc quan sát khí quyển”.
Với khối lượng gấp khoảng 8,6 lần Trái đất và nằm trong vùng có thể sinh sống được của ngôi sao - vùng không quá nóng cũng không quá lạnh để chứa nước ở dạng lỏng - K2–18 b là một ví dụ về một hành tinh có kích thước trong khoảng giữa Trái đất và sao Hải Vương, hành tinh băng khổng lồ của hệ Mặt trời. Những thế giới này được gọi là "tiểu sao Hải Vương", nhưng chúng không giống bất kỳ hành tinh nào trong hệ Mặt trời, điều khiến chúng trở thành một điều bí ẩn đối với các nhà thiên văn học, những người hiện đang tranh luận về bản chất bầu khí quyển của chúng.
Nghiên cứu này sẽ giúp bắt đầu vén bức màn bí ẩn về bầu khí quyển và điều kiện môi trường của các Hycean.
Bằng chứng về sự sống bên ngoài hệ Mặt trời?
Ngoài việc phát hiện các phân tử cacbon, các kết quả của JWST còn cho thấy bầu khí quyển của K2–18 b có khả năng tồn tại của một thứ gì đó còn thú vị hơn.
Kính viễn vọng không gian dường như đã phát hiện ra dimethyl sulfide (DMS), một chất mà trên Trái đất chỉ là sản phẩm phụ của sự sống, chủ yếu được tạo ra bởi thực vật phù du. Nhóm nghiên cứu tỏ ra thận trọng về phát hiện này, vì nó kém chắc chắn hơn nhiều so với sự hiện diện của các phân tử carbon. Madhusudhan giải thích: “Các quan sát sắp tới của Webb sẽ có thể xác nhận liệu DMS có thực sự hiện diện trong bầu khí quyển của K2–18 b ở mức đáng kể hay không”.
Nói chung, sự thận trọng cần được áp dụng cho tất cả các phát hiện liên quan đến K2–18 b khi xem xét về sự sống ngoài hành tinh. Ngay cả khi hành tinh này có đại dương nước lỏng và bầu khí quyển chứa các phân tử carbon, thì điều đó cũng không có nghĩa là nó ẩn chứa sự sống hoặc thậm chí là có thể hỗ trợ sự sống.
Với kích thước lớn hơn Trái đất khoảng 2,6 lần cùng với việc có bầu khí quyển mỏng hơn và đại dương, áp suất bên trong K2–18 b có thể cao tương tự như sao Hải Vương. Ngoài ra, nước trong đại dương của ngoại hành tinh này có thể quá nóng để sự sống tồn tại.
James Webb đã nhìn xuyên qua bầu khí quyển của K2–18 b như thế nào
Việc đánh giá thành phần khí quyển của các thế giới xa xôi như K2–18 b không phải là nhiệm vụ dễ dàng vì ánh sáng phản chiếu bầu khí quyển của chúng rất mờ so với ánh sáng từ các ngôi sao mẹ. Madhusudhan và đội nghiên cứu đã thực hiện điều này bằng cách đợi K2–18 b đi ngang qua ngôi sao chủ từ góc nhìn của JWST. Điều này có nghĩa là ánh sáng của ngôi sao mẹ đã chiếu trực tiếp qua bầu khí quyển của ngoại hành tinh.
Các nguyên tố và hợp chất hóa học hấp thụ và phát ra ánh sáng ở các bước sóng cụ thể và đặc trưng. Điều này nghĩa là khi có mặt trong bầu khí quyển của một hành tinh, các nguyên tố để lại một dấu vết riêng biệt trên quang phổ của ánh sáng ngôi sao chiếu qua chúng.
Madhusudhan giải thích: “Kết quả này chỉ có thể đạt được nhờ vào dải bước sóng mở rộng và độ nhạy chưa từng có của JWST, cho phép phát hiện mạnh mẽ các đặc điểm quang phổ chỉ với hai lần đi ngang qua ngôi sao. Để so sánh, một quan sát hành tinh đi ngang qua với JWST có độ chính xác tương đương với tám quan sát với Hubble được thực hiện trong một vài năm và trong một dải bước sóng tương đối hẹp”.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục quan sát K2–18 b bằng JWST và đặc biệt là Thiết bị hồng ngoại tầm trung (MIRI) của kính viễn vọng, để xác nhận những phát hiện mới và cũng thu thập thêm thông tin về các điều kiện môi trường của ngoại hành tinh.
Madhusudhan kết luận: “Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là xác định có sự sống trên một ngoại hành tinh có thể ở được, điều này sẽ làm thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về vị trí của chúng ta trong vũ trụ. Đối với nhiệm vụ này, phát hiện của chúng tôi là một bước đi đầy hứa hẹn hướng tới sự hiểu biết sâu sắc hơn về các thế giới Hycean”.
Nghiên cứu của nhóm đã được chấp nhận đăng trên Astrophysical Journal Letters.
Theo Space.com
