Các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời có sự sống
|
Jean-Luc Margot, Đại học California, Los Angeles Show Trẻ em tò mò là một bộ truyện dành cho trẻ em ở mọi lứa tuổi. Nếu bạn có câu hỏi muốn chuyên gia trả lời, hãy gửi câu hỏi đó đến tò mò.
Đây là một câu hỏi mà loài người đã băn khoăn hàng nghìn năm nay. Đây là cách nhà toán học Hy Lạp cổ đại Metrodorus (400-350 trước Công nguyên) nói: Một vũ trụ nơi Trái đất là “thế giới duy nhất”, ông nói, đáng tin như một “cánh đồng rộng lớn chứa một thân cây”. Khoảng 2,000 năm sau, vào thế kỷ 16, nhà triết học người Ý Giordano Bruno đề xuất một cái gì đó tương tự. Ông nói: “Vô số mặt trời và vô số trái đất” tồn tại ở những nơi khác, tất cả đều quay “quanh mặt trời của chúng giống hệt như các hành tinh trong hệ thống của chúng ta”. Các nhà khoa học hiện biết rằng cả Metrodorus và Bruno về cơ bản đều đúng. Hôm nay, những nhà thiên văn học như tôi vẫn đang khám phá câu hỏi này, sử dụng các công cụ mới. Các ngoại hành tinhHiện tại đã có bằng chứng chứng minh sự tồn tại của “hành tinh ngoại” - tức là các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác ngoài Mặt trời của chúng ta. Bằng chứng đó dựa trên những khám phá được thực hiện bởi Kính viễn vọng không gian Kepler, do NASA phóng vào năm 2009. Trong bốn năm, kính thiên văn liên tục nhìn chằm chằm vào một vùng không gian duy nhất trong chòm sao Cygnus. Nhìn từ Trái đất, đó là một khu vực chiếm dưới 1% tầm nhìn của bạn về bầu trời. Kính thiên văn hoạt động như thế nàoKepler có 42 máy ảnh trên tàu, tương tự như loại máy ảnh điện thoại thông minh mà bạn sử dụng để chụp ảnh. Trong một khu vực đó, kính thiên văn đã phát hiện ra hơn 150,000 ngôi sao. Khoảng nửa giờ một lần, nó quan sát được lượng ánh sáng tỏa ra từ mỗi ngôi sao. Trở lại đây trên Trái đất, một nhóm các nhà khoa học Kepler đã phân tích dữ liệu. Đối với hầu hết các ngôi sao, lượng ánh sáng vẫn tương đối giống nhau. Nhưng đối với khoảng 3,000 ngôi sao, lượng ánh sáng liên tục giảm đi, từng lượng nhỏ và trong vài giờ. Những sự sụt giảm độ sáng này xảy ra đều đặn, giống như kim đồng hồ. Các nhà thiên văn học kết luận rằng những giọt nước này là do một hành tinh quay quanh ngôi sao của nó, định kỳ chặn một số ánh sáng mà camera của Kepler sẽ phát hiện ra. Sự kiện này - khi một hành tinh đi qua giữa một ngôi sao và người quan sát nó - được gọi là quá cảnh. Và điều đó có nghĩa là trong một đốm không gian mà kính thiên văn Kepler tìm thấy 3,000 hành tinh. Hình ảnh động của một hành tinh ngoài hành tinh đang di chuyển qua ngôi sao của nó. Đó chỉ là sự khởi đầuMặc dù 3,000 hành tinh nghe có vẻ rất nhiều, nhưng chắc chắn rằng nhiều hành tinh khác trong khu vực đó vẫn chưa bị phát hiện. Đó là bởi vì quỹ đạo của chúng không bao giờ chặn ánh sáng như Kepler đã thấy. Rốt cuộc, quỹ đạo của các hành tinh không giống nhau; chúng được định hướng ngẫu nhiên. Nhưng do số lần chuyển cảnh mà Kepler quan sát được, và kiến thức về hình học của các nhà thiên văn học, chúng ta có thể phỏng đoán chính xác về tổng số hành tinh ngoài đó. Và sau khi thực hiện những tính toán đó, trung bình các nhà khoa học nghĩ rằng rằng mỗi ngôi sao có ít nhất một hành tinh. Khám phá này đã cách mạng hóa thiên văn học và quan điểm của chúng ta về vũ trụ. Thế giới kỳ lạ và kỳ diệu. 100 tỷ ngôi sao, 100 tỷ hành tinhVí dụ, thiên hà Milky Way của chúng ta có ít nhất 100 tỷ ngôi sao; điều đó có nghĩa là nó cũng có ít nhất 100 tỷ hành tinh. Nhưng hãy nhớ rằng: Vũ trụ chứa tới 2 nghìn tỷ thiên hà. Đó là 2,000,000,000,000! Và mỗi thiên hà chứa hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ ngôi sao. Vì vậy, số lượng hành tinh trong vũ trụ thực sự là thiên văn, gần tương đương với số lượng hạt cát khô trên mọi bãi biển trên Trái đất. Một số hành tinh đó là những hành tinh khổng lồ khí, như sao Mộc trong hệ mặt trời của chúng ta. Những người khác đang sôi sùng sục, như sao Kim. Những người khác có thể thế giới nước or hành tinh băng. Và một số giống Trái đất. Trên thực tế, nhóm Kepler đã tính toán mức độ phong phú của các hành tinh giống Trái đất trong “vùng có thể ở được”, một khu vực không gian xung quanh mỗi ngôi sao nơi một thế giới có thể có nhiệt độ vừa phải và nước lỏng. Họ tìm thấy khoảng 50% các ngôi sao giống Mặt trời trong Dải Ngân hà lưu trữ một hành tinh giống Trái đất trong khu vực có thể sinh sống được. Điều đó cộng lại hàng tỷ thế giới có thể sinh sống được chỉ trong thiên hà của chúng ta. “Vùng có thể sống được” là gì? Sự sống có thể tồn tại ở nơi khác không?Mặc dù các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra bằng chứng, nhưng nhiều - bao gồm cả tôi - bây giờ nghĩ rằng không chắc Trái đất là hành tinh duy nhất có sự sống tiến hóa. Điều đó sẽ đáng ngạc nhiên như một cánh đồng lớn chỉ chứa một thân cây. Khi nào con người phát hiện ra sự sống ở nơi khác? Nó sẽ là cuộc sống thông minh? Liệu mọi người có bao giờ nhận được một thông điệp từ một nền văn minh khác không? Ngày nay, hàng trăm nhà khoa học trên khắp thế giới đang cố gắng trả lời những câu hỏi đó. Xin chào, những đứa trẻ tò mò! Bạn có câu hỏi nào bạn muốn một chuyên gia trả lời không? Yêu cầu một người lớn gửi câu hỏi của bạn đến . Vui lòng cho chúng tôi biết tên, tuổi và thành phố nơi bạn sống. Và vì sự tò mò không giới hạn độ tuổi - người lớn, hãy cho chúng tôi biết bạn cũng đang thắc mắc điều gì. Chúng tôi sẽ không thể trả lời mọi câu hỏi, nhưng chúng tôi sẽ cố gắng hết sức. Jean-Luc Margot, Giáo sư Khoa học Trái đất, Hành tinh và Không gian, Đại học California, Los Angeles Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết. Trụ sở: 37 Bà Triệu, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam Điện thoại: 84-24-22105148 | Fax: 84-24-39344230 Thư điện tử: | Liên hệ quảng cáo: 84-24-22105148, Báo giá quảng cáo Tổng Biên tập: NGÔ THIỆU PHONG Phó Tổng Biên tập: Nguyễn Tuyết Yến, Phạm Công Hân, Đặng Thị Khanh Cơ quan chủ quản: ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM
Nhưng phát hiện gần đây về phosphine sinh học có thể có trong các đám mây của sao Kim nhắc nhở chúng ta rằng ít nhất một số thành phần này cũng tồn tại ở những nơi khác trong hệ mặt trời. Vậy đâu là những địa điểm hứa hẹn nhất cho sự sống ngoài Trái đất? Sao Hỏa
Sao Hỏa là một trong những thế giới giống Trái đất nhất trong hệ mặt trời. Hành tinh này có một ngày 24,5 giờ, các chỏm băng ở hai cực mở rộng và co lại theo mùa và một loạt các đặc điểm bề mặt được tạo nên do nước trong suốt lịch sử của hành tinh. Việc phát hiện một hồ nước bên dưới chỏm băng ở cực nam và khí mê-tan trong khí quyển sao Hỏa (thay đổi theo mùa và thậm chí cả thời gian trong ngày) khiến sao Hỏa trở thành một ứng cử viên rất thú vị cho sự sống. Mê-tan rất quan trọng vì nó có thể được tạo ra bởi các quá trình sinh học. Nhưng nguồn gốc thực sự của khí mê-tan trên sao Hỏa vẫn chưa được biết đến. Có thể sự sống đã có được chỗ đứng vững chắc, với bằng chứng cho thấy hành tinh này từng có một môi trường lành tính hơn nhiều. Ngày nay, sao Hỏa có bầu khí quyển rất mỏng, khô, gần như hoàn toàn là carbon dioxide. Điều này khiến sao Hỏa chịu nhiều bức xạ mặt trời và vũ trụ. Nếu sao Hỏa giữ lại được một trữ lượng nước bên dưới bề mặt của nó, thì không phải là không thể có sự sống. Europa
Europa được phát hiện bởi Galileo Galilei vào năm 1610, cùng với ba mặt trăng khác lớn hơn của sao Mộc. Nó nhỏ hơn một chút so với mặt trăng của Trái đất và quay quanh sao Mộc ở khoảng cách khoảng 670.000 km, cứ 3,5 ngày một lần. Europa liên tục bị ép và kéo giãn bởi các trường hấp dẫn cạnh tranh của sao Mộc và các mặt trăng Galilean khác, theo một quá trình được gọi là uốn thủy triều. Mặt trăng Europa được cho là có một thế giới hoạt động về mặt địa chất, giống như Trái đất, vì sức ép mạnh của thủy triều làm nóng phần kim loại đá bên trong và khiến nó nóng chảy một phần. Bề mặt của Europa là một vùng băng nước rộng lớn. Nhiều nhà khoa học cho rằng bên dưới bề mặt đóng băng là một lớp nước lỏng tạo ra một đại dương trên toàn hành tinh. Bằng chứng cho đại dương này là các mạch nước phun trào qua các vết nứt trên bề mặt băng. Từ trường yếu và địa hình hỗn loạn trên bề mặt có thể đã bị biến dạng bởi các dòng hải lưu xoáy bên dưới. Tấm chắn băng giá này cách ly đại dương dưới bề mặt khỏi cái lạnh cực độ và áp suất của không gian, cũng như các vành đai bức xạ dữ dội của sao Mộc. Ở dưới đáy của thế giới đại dương này, các nhà khoa học tưởng tượng có thể tìm thấy các miệng phun thủy nhiệt và núi lửa. Trên Trái đất, những đặc điểm như vậy thường hỗ trợ các hệ sinh thái rất phong phú và đa dạng. Enceladus
Giống như Europa, Enceladus là một mặt trăng phủ băng với một đại dương nước lỏng dưới bề mặt. Enceladus quay quanh sao Thổ và lần đầu tiên được các nhà khoa học chú ý đến như một thế giới tiềm năng có thể sinh sống được sau khi phát hiện bất ngờ về các mạch nước phun khổng lồ gần cực nam của hành tinh này. Những tia nước thoát ra từ các vết nứt lớn trên bề mặt và do trường hấp dẫn yếu của Enceladus, nước phun ra ngoài không gian. Chúng là bằng chứng rõ ràng về một kho chứa nước lỏng dưới lòng đất. Không chỉ phát hiện nước trong các mạch ngầm mà còn có một loạt các phân tử hữu cơ và quan trọng là các hạt đá silicat nhỏ chỉ có thể hình thành nếu nước dưới đại dương tiếp xúc đá dưới đáy đại dương ở nhiệt độ ít nhất 90˚C. Đây là bằng chứng mạnh mẽ cho sự tồn tại của các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương, cung cấp hóa chất cần thiết cho sự sống và các nguồn năng lượng. Titan
Titan là mặt trăng lớn nhất của sao Thổ và là mặt trăng duy nhất trong hệ mặt trời có bầu khí quyển đáng kể. Bầu khí quyển ở đây chứa một lớp sương mù dày màu cam gồm các phân tử hữu cơ phức tạp và một hệ thống thời tiết khí mê-tan thay cho nước, với những cơn mưa theo mùa, thời kỳ khô hạn và những cồn cát do gió tạo ra trên bề mặt. Khí quyển bao gồm chủ yếu là nitơ, một nguyên tố hóa học quan trọng để tạo ra các protein trong tất cả các dạng sống đã biết. Các quan sát bằng radar đã phát hiện ra sự hiện diện của các dòng sông và hồ mê-tan lỏng và etan và có thể là sự hiện diện của các núi lửa băng, là một loại núi lửa phun chất bay hơi như nước, amoniac hoặc mê-tan, thay vì dung nham. Điều này cho thấy Titan, giống như Europa và Enceladus, có trữ lượng nước lỏng dưới bề mặt. Ở khoảng cách xa so với Mặt trời, nhiệt độ bề mặt trên Titan là -180˚C, quá lạnh để nước giữ được dạng lỏng. Tuy nhiên, các hóa chất dồi dào có sẵn trên Titan đã làm dấy lên suy đoán rằng các dạng sống có khả năng tạo ra những chất hóa học cơ bản khác cho các sinh vật trên cạn có thể tồn tại ở đó. |
