Phát hiện ngoại hành tinh được xem như 'bản sao' của Trái Đất

Một nghiên cứu thiên văn học mới được công bố cho thấy GJ 3378b, một ngoại hành tinh nằm cách Trái Đất khoảng 25 năm ánh sáng, cho thấy khối lượng thực tế của hành tinh này chỉ bằng 2,3 lần Trái Đất, giảm mạnh so với những ước tính ban đầu.

Sự điều chỉnh mang tính bước ngoặt này đã biến GJ 3378b thành một ứng cử viên vô cùng sáng giá trong hành trình tìm kiếm các thiên thể có thể duy trì nước lỏng và nuôi dưỡng sự sống trên bề mặt, giống với hành tinh của chúng ta

Được biết, GJ 3378b vận hành trên quỹ đạo quanh một ngôi sao lùn đỏ có kích thước nhỏ và nhiệt độ khá mát mẻ thuộc chòm sao Lộc Báo (Camelopardalis). Do sao lùn đỏ chiếm tới 70% tổng số tinh tú trong dải Ngân Hà, chúng luôn là mục tiêu hàng đầu được giới khoa học ưu tiên khi săn tìm sự sống ngoài Hệ Mặt Trời.

Điều đặc biệt là GJ 3378b nằm trọn vẹn trong vùng cư trú tiềm năng của ngôi sao chủ, nơi hành tinh này nhận được lượng bức xạ dồi dào, tương đương khoảng 90% mức năng lượng mà Trái Đất nhận từ Mặt Trời.

Với chu kỳ quay quanh ngôi sao mẹ chỉ tương đương 21 ngày trên Trái Đất, khoảng cách này đủ gần để hành tinh duy trì được mức nhiệt độ ấm áp lý tưởng cho nước tồn tại ở dạng lỏng, miễn là nó sở hữu một bầu khí quyển thích hợp.

GJ 3378b có chu kỳ quay quanh ngôi sao mẹ chỉ tương đương 21 ngày trên Trái Đất, đủ gần để hành tinh duy trì được mức nhiệt độ ấm áp lý tưởng cho nước tồn tại ở dạng lỏng nếu sở hữu một bầu khí quyển thích hợp. Hình minh họa: Nikolai Berman/UC Irvine

Công trình khoa học trên do nhà thiên văn học Paul Robertson thuộc Đại học California cơ sở Irvine (Mỹ) dẫn dắt, sử dụng nguồn dữ liệu thu thập từ thiết bị Tìm kiếm Hành tinh trong Vùng cư trú (Habitable-zone Planet Finder) gắn trên Kính viễn vọng Hobby-Eberly tại Đài quan sát McDonald ở bang Texas (Mỹ), kết hợp với các kết quả quan sát từ kính viễn vọng NEID.

Phương pháp cốt lõi được áp dụng là đo vận tốc hướng tâm nhằm ghi lại những dao động cơ học cực nhỏ của ngôi sao do lực hấp dẫn từ hành tinh tác động qua lại. Vì đặc tính của các sao lùn đỏ là phát xạ năng lượng chủ yếu ở bước sóng hồng ngoại, thiết bị nghiên cứu đã được tối ưu hóa đặc biệt để thu nhận dải ánh sáng này, từ đó giúp nâng cao đáng kể độ chính xác của phép đo.

Vào thời điểm mới được phát hiện vào năm 2024, khối lượng của GJ 3378b từng được ước tính lên tới gấp 5 lần Trái Đất. Tuy nhiên, việc tái phân tích dựa trên nguồn dữ liệu chất lượng cao hơn đã giúp cắt giảm con số này xuống gần một nửa.

Sự thay đổi quan trọng này củng cố niềm tin rằng đây là một hành tinh đất đá rắn chắc, thay vì một thế giới bị bao bọc bởi lớp khí quyển dày đặc với áp suất khổng lồ có thể đè bẹp mọi thứ trên bề mặt.

Dù khối lượng của GJ 3378b vẫn lớn hơn hành tinh của chúng ta và chưa thực sự phù hợp để con người có thể sinh sống trực tiếp, hành tinh này vẫn nằm trong nhóm được gọi là "siêu Trái Đất" - thuật ngữ dùng để chỉ những thiên thể đá lớn hơn Trái Đất nhưng chưa đạt tới quy mô khổng lồ của các sao Hải Vương hay Thiên Vương.

Dẫu vậy, việc có quỹ đạo quá gần ngôi sao mẹ cũng đặt ra nhiều thử thách khắc nghiệt cho môi trường nơi đây. GJ 3378b có khả năng phải chịu luồng bức xạ cực mạnh từ sao lùn đỏ, làm tăng nguy cơ lớp khí quyển bảo vệ bị bào mòn và thổi bay dần theo thời gian.

Chính vì thế, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh cần phải thực hiện thêm nhiều quan sát chuyên sâu nữa để xác định chính xác liệu hành tinh này có thể bảo toàn được một bầu khí quyển ổn định hay không.

Thiết bị Tìm kiếm Hành tinh trong Vùng cư trú (Habitable-zone Planet Finder) gắn trên Kính viễn vọng Hobby-Eberly tại Đài quan sát McDonald ở bang Texas (Mỹ). Ảnh: Guðmundur Stefánsson/Penn State

Nhận định về khám phá này, nhà thiên văn học Michael Endl từ Đại học Texas ở Austin (Mỹ), đồng tác giả của nghiên cứu, cho rằng hành tinh này đã đưa nhân loại tiến gần hơn một bước trong việc nhận diện toàn bộ những thế giới láng giềng xung quanh và tìm ra các khu vực có thể thân thiện với sự sống.

Trong khi đó, nhà khoa học Paul Robertson cũng chia sẻ về nguyên lý làm việc cốt lõi của nhóm nghiên cứu, đó là nước vốn là dung môi thiết yếu mà mọi sinh vật sống trên Trái Đất đều cần đến, vì vậy đây luôn là yếu tố đầu tiên được tìm kiếm khi xác định các môi trường có tiềm năng duy trì sự sống trong vũ trụ.

Trong những năm tới, GJ 3378b sẽ trở thành một trong những mục tiêu được ưu tiên theo dõi sát sao bởi thế hệ kính viễn vọng siêu khổng lồ mới. Khi các dự án như Kính viễn vọng Magellan Khổng lồ (Giant Magellan Telescope), Kính viễn vọng Cực lớn (Extremely Large Telescope) cùng Đài quan sát Các thế giới có thể sống được (Habitable Worlds Observatory) của NASA chính thức đi vào hoạt động, chúng sẽ cho phép các nhà khoa học quan sát trực tiếp hành tinh, chụp ảnh và phân tích dữ liệu quang phổ.

Bước đi này sẽ giúp tìm kiếm dấu vết của bầu khí quyển cũng như các dấu hiệu sinh học tiềm năng, đánh dấu một giai đoạn then chốt khi con người chuyển từ việc định vị và đo đạc khối lượng cơ bản sang việc tìm hiểu chi tiết xem thế giới ấy thực sự trông như thế nào.