Một số hành tinh có thể phù hợp với sự sống hơn Trái đất

Một nghiên cứu do nhà khoa học Dirk Schulze-Makuch của Đại học Washington dẫn đầu được công bố trên tạp chí Astrobiology đã mô tả chi tiết về đặc điểm của các hành tinh tiềm năng “siêu phù hợp với sự sống”, bao gồm độ tuổi lớn hơn, kích thước to hơn một chút, ấm và có thể ẩm ướt hơn Trái đất. Sự sống cũng có thể dễ dàng phát triển hơn trên các hành tinh xoay quanh các ngôi sao biến đổi chậm hơn và có vòng đời dài hơn Mặt trời.

24 ứng cử viên hàng đầu cho các hành tinh “siêu phù hợp với sự sống” đều cách Trái đất hơn 100 năm ánh sáng. Schulze-Makuch cho biết nghiên cứu có thể góp phần định hướng cho các quan sát trong tương lai, chẳng hạn như từ Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA, Đài quan sát không gian LUVIOR và Kính viễn vọng không gian PLATO của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA).

Giáo sư Schulze-Makuch nói: “Với những kính viễn vọng không gian tiếp theo, chúng ta sẽ có thêm nhiều thông tin, vì vậy việc lựa chọn mục tiêu để quan sát là rất quan trọng. Chúng ta phải tập trung vào một số hành tinh có những điều kiện hứa hẹn nhất cho sự sống phức tạp. Tuy nhiên, chúng ta phải cẩn thận để không gặp khó khăn khi tìm kiếm Trái đất thứ hai vì có thể tồn tại những hành tinh phù hợp với sự sống hơn Trái đất”.

Đối với nghiên cứu, Schulze-Makuch, nhà địa sinh học chuyên nghiên cứu về khả năng sinh sống trên các hành tinh, đã hợp tác với nhà thiên văn học Rene Heller thuộc Viện Nghiên cứu hệ Mặt trời Max Planck và Edward Guinan ở Đại học Villanova để xác định các tiêu chí về khả năng “siêu phù hợp với sự sống” và tìm kiếm trong số 4.500 ngoại hành tinh đã biết để lựa chọn mục tiêu tiềm năng. Khả năng sinh sống không có nghĩa là những hành tinh này chắc chắn có sự sống, chỉ đơn thuần là có những điều kiện có lợi cho sự sống.

Các nhà nghiên cứu lựa chọn những hệ sao bao gồm hành tinh đất quay quanh vùng ở được có thể tồn tại nước lỏng quanh ngôi sao chủ từ kho dữ liệu Kepler Object of Interest Exoplanet Archive về ngoại hành tinh chuyển tiếp.

Mặc dù Mặt trời là trung tâm của hệ sao của chúng ta nhưng có vòng đời tương đối ngắn, dưới 10 tỉ năm. Do đã mất gần 4 tỉ năm trước khi bất kỳ dạng sống phức tạp nào xuất hiện trên Trái đất, nhiều ngôi sao tương tự như Mặt trời, được gọi là sao G, có thể cạn kiệt nhiên liệu trước khi sự sống phức tạp có thể phát triển.

Ngoài việc xem xét các hệ thống có sao G mát hơn, các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra các hệ thống sao lùn K có phần mát hơn, khối lượng nhỏ và không sáng bằng Mặt trời. Sao K có ưu điểm là vòng đời dài từ 20 tỉ đến 70 tỉ năm. Điều này cho phép các hành tinh quay quanh cổ xưa hơn cũng như cho phép sự sống có nhiều thời gian hơn để tiến hóa tới độ phức tạp hiện được tìm thấy trên Trái đất. Tuy nhiên, để có thể sinh sống được, các hành tinh không nên già đến mức cạn kiệt địa nhiệt và thiếu các địa từ trường bảo vệ. Trái đất khoảng 4,5 tỉ năm tuổi, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng một hành tinh có tuổi đời từ 5 tỉ đến 8 tỉ năm tuổi là phù hợp nhất cho sự sống.

Kích thước và khối lượng cũng quan trọng. Hành tinh lớn hơn 10% so với Trái đất sẽ có nhiều đất ở được hơn. Một hành tinh có khối lượng khoảng 1,5 lần Trái đất được kỳ vọng sẽ duy trì nhiệt lượng trong lõi thông qua quá trình phân rã phóng xạ lâu hơn, đồng thời có từ trường mạnh hơn để duy trì khí quyển trong thời gian dài.

Nước cũng là chìa khóa của sự sống và các tác giả cho rằng việc tồn tại nhiều nước hơn sẽ giúp ích cho sự sống, đặc biệt ở dạng mây và độ ẩm. Nhiệt độ tổng thể ấm hơn một chút, nhiệt độ bề mặt trung bình lớn hơn Trái đất khoảng 5 độ C (hoặc khoảng 8 độ F), cùng với độ ẩm bổ sung, cũng sẽ tốt hơn cho sự sống. Sự ưa thích độ ẩm và ấm áp này được thấy trên Trái đất với sự đa dạng sinh học lớn hơn trong các khu rừng mưa nhiệt đới so với các khu vực khô hơn, lạnh hơn.

Nhiệt độ bề mặt ấm hơn trên Trái đất khoảng 5 độ C cùng với độ ẩm lớn hơn sẽ cung cấp môi trường lý tưởng để sự sống tồn tại. Điều kiện  này được tìm thấy trên Trái đất với sự đa dạng sinh học lớn hơn trong các khu rừng mưa nhiệt đới so với các khu vực khô và lạnh hơn.
Trong số 24 hành tinh tiềm năng, không có hành tinh nào đáp ứng tất cả tiêu chí “siêu phù hợp với sự sống” nhưng một hành tinh có 4 trong số những tiêu chí quan trọng, do đó có thể thích hợp cho sự sống hơn Trái đất.

“Đôi khi rất khó để truyền đạt nguyên tắc về các hành tinh siêu phù hợp với sự sống bởi có thể ta đang sống trên hành tinh tốt nhất. Chúng ta có một lượng lớn các dạng sống phức tạp và đa dạng, nhiều dạng có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt”, Schulze-Makuch nhận định.