Thêm bằng chứng cho thấy 'siêu Trái Đất' LHS 1140b có thể duy trì sự sống

Hai mặt của "hành tinh nhãn cầu" LHS-1140b và Trái Dất được đặt cạnh bên để so sánh kích thước. (Ảnh: Đại học Montreál - Canada)

Dù chưa có bất kỳ bằng chứng trực tiếp nào về sinh vật ngoài Trái Đất, phát hiện này đang đưa LHS 1140b trở thành một trong những ứng viên triển vọng nhất trong danh sách các hành tinh có khả năng sinh sống, đồng thời cho thấy vai trò ngày càng lớn của công nghệ quan sát không gian và mô phỏng số trong nghiên cứu vũ trụ.

Thêm bằng chứng về một "siêu Trái Đất" có khả năng duy trì sự sống

Trong nhiều thập kỷ, câu hỏi liệu con người có đơn độc trong vũ trụ hay không vẫn là một trong những vấn đề lớn nhất của khoa học hiện đại. Cùng với sự phát triển của các kính thiên văn không gian và công nghệ phân tích dữ liệu, các nhà khoa học ngày càng phát hiện nhiều hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời có đặc điểm tương đồng với Trái Đất.

Một trong những ứng viên nổi bật nhất hiện nay là LHS 1140b, hành tinh cách Trái Đất khoảng 48 năm ánh sáng, quay quanh ngôi sao lùn đỏ LHS 1140.

Theo kết quả nghiên cứu mới, các nhà thiên văn đã phát hiện tín hiệu của khí heli trong bầu khí quyển của hành tinh. Đây được xem là dấu hiệu quan trọng cho thấy LHS 1140b vẫn duy trì được lớp khí quyển đủ dày và ổn định - điều kiện tiên quyết để giữ nhiệt, giảm tác động của bức xạ vũ trụ và cho phép nước tồn tại ở thể lỏng trên bề mặt.

LHS 1140b hiện đang quay quanh một ngôi sao lùn đỏ. (Ảnh minh họa: NASA)

LHS 1140b được phát hiện từ năm 2017 và được xếp vào nhóm "siêu Trái Đất" (Super-Earth) - các hành tinh đá có kích thước lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn các hành tinh khí khổng lồ như Sao Hải Vương. Theo NASA, hành tinh này có bán kính lớn gấp 1,73 lần và khối lượng khoảng 5,6 lần Trái Đất.

Dựa trên các mô hình vật lý hiện nay, giới khoa học cho rằng một hành tinh có khả năng sinh sống cần đáp ứng ba điều kiện cơ bản: có bề mặt rắn, duy trì được bầu khí quyển và nằm trong "vùng Goldilocks" - khu vực có khoảng cách vừa đủ với ngôi sao chủ để nước không bị đóng băng hoặc bốc hơi hoàn toàn.

Những dữ liệu mới cho thấy LHS 1140b đáp ứng khá đầy đủ các tiêu chí này. Các mô hình còn dự đoán lượng nước trên hành tinh có thể chiếm tới 20% tổng khối lượng, cao hơn rất nhiều so với Trái Đất, mở ra khả năng tồn tại những đại dương quy mô lớn.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng hiện chưa có bất kỳ bằng chứng nào chứng minh sự tồn tại của sinh vật hay "người ngoài hành tinh" trên LHS 1140b. Điều được xác nhận mới chỉ là hành tinh này có thể sở hữu những điều kiện thuận lợi để sự sống hình thành và tồn tại.

Công nghệ mô phỏng và quan sát không gian mở rộng hiểu biết về các thế giới ngoài Hệ Mặt Trời

Một điểm đáng chú ý của nghiên cứu là việc kết hợp dữ liệu quan sát với mô hình mô phỏng máy tính để đánh giá quá trình tiến hóa khí quyển của LHS 1140b.

Các nhà khoa học đã xây dựng mô hình số nhằm mô phỏng cách các nguyên tố nhẹ như hydro và heli bị bức xạ từ ngôi sao chủ làm thất thoát qua hàng tỷ năm. Khi áp dụng cho LHS 1140b, mô hình cho thấy tầng khí quyển phía trên vẫn chứa lượng heli đáng kể, chứng tỏ hành tinh nhiều khả năng vẫn giữ được lớp khí quyển đủ dày để duy trì môi trường ổn định trong thời gian dài.

Kết quả này cũng góp phần thay đổi nhận thức trước đây về các hành tinh quay quanh sao lùn đỏ. Trong nhiều năm, giới thiên văn cho rằng đây là môi trường khó thích hợp cho sự sống vì các sao lùn đỏ thường phát ra những vụ bùng nổ năng lượng mạnh, có thể làm mất khí quyển và nước trên các hành tinh lân cận.

Tuy nhiên, trường hợp của LHS 1140b cho thấy không phải mọi sao lùn đỏ đều có mức bức xạ cao. Theo Đài quan sát Nam Âu (ESO), ngôi sao LHS 1140 hiện khá ổn định, có độ sáng thấp và ít xảy ra các hiện tượng bùng phát dữ dội. Mặc dù hành tinh quay quanh ngôi sao ở khoảng cách chỉ bằng khoảng 1/10 khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời, lượng năng lượng nhận được chỉ vào khoảng một nửa so với Trái Đất nhờ ngôi sao có kích thước nhỏ và nhiệt độ thấp hơn đáng kể.

Mô phỏng hành tinh LHS 1140 b và ngôi sao chủ của nó. (Ảnh minh họa: NASA)

Sự kết hợp giữa điều kiện nhiệt độ phù hợp và khả năng duy trì khí quyển giúp LHS 1140b trở thành một trong những ứng viên sáng giá nhất cho các nghiên cứu về khả năng tồn tại nước lỏng và sự sống ngoài Hệ Mặt Trời.

Theo các chuyên gia, phát hiện này cũng phản ánh vai trò ngày càng quan trọng của trí tuệ nhân tạo, mô hình tính toán hiệu năng cao (HPC), mô phỏng vật lý thiên văn và các kính thiên văn thế hệ mới trong nghiên cứu không gian. Thay vì chỉ dựa vào quan sát trực tiếp, các nhà khoa học hiện có thể kết hợp dữ liệu phổ ánh sáng, mô hình khí quyển và thuật toán phân tích để tái dựng đặc điểm của những hành tinh cách Trái Đất hàng chục năm ánh sáng.

Trong thời gian tới, các quan sát bổ sung từ Kính thiên văn Không gian James Webb (JWST) cùng những đài quan sát thế hệ mới sẽ tiếp tục phân tích thành phần khí quyển của LHS 1140b, tìm kiếm dấu hiệu của hơi nước, carbon dioxide, methane hay các phân tử sinh học khác. Những dữ liệu này sẽ giúp kiểm chứng các mô hình hiện nay và làm rõ hơn khả năng hành tinh này có thể hỗ trợ sự sống.

Dù còn quá sớm để khẳng định sự tồn tại của sinh vật ngoài Trái Đất, LHS 1140b đang được xem là một trong những mục tiêu nghiên cứu quan trọng nhất của ngành thiên văn học hiện đại. Phát hiện mới không chỉ mở rộng hiểu biết về các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời mà còn cho thấy những tiến bộ trong công nghệ quan sát, mô phỏng và phân tích dữ liệu đang từng bước đưa con người đến gần hơn với việc giải đáp một trong những câu hỏi lớn nhất của khoa học: Liệu sự sống có tồn tại ở nơi khác trong vũ trụ?