Khám phá ra hành tinh ngoài hệ Mặt trời hoạt động núi lửa giống Trái đất

Có bằng chứng thuyết phục về hoạt động núi lửa bên ngoài hệ Mặt trời, LP 791-18 D - một ngoại hành tinh (hành tinh bên ngoài hệ Mặt trời) có kích thước gần bằng Trái đất, cùng tồn tại trong thiên hà của chúng ta và quay quanh một ngôi sao mờ.

Việc tìm kiếm hành tinh này được thực hiện bằng cách sử dụng vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh chuyển tiếp (TESS) của NASA, kính viễn vọng không gian Spitzer (hiện đã ngừng hoạt động) và các đài quan sát trên mặt đất.

Một ngoại hành tinh giống mặt trăng Io của sao Mộc

Theo các nhà khoa học, hành tinh đá này có khả năng được bao phủ bởi núi lửa, giống như mặt trăng Io của sao Mộc, được biết đến với hoạt động núi lửa mạnh nhất trong hệ Mặt trời. Mặc dù chưa thể quan sát trực tiếp hoạt động núi lửa của hành tinh mới được phát hiện, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng tương tác hấp dẫn với một hành tinh lân cận lớn hơn khiến nó trải qua hoạt động núi lửa bề mặt do nhiệt triều.

Quỹ đạo của hành tinh nằm giữa quỹ đạo của hai hành tinh khác trong hệ thống. Hành tinh phía trong lớn hơn Trái đất khoảng 0,2 lần, trong khi hành tinh phía ngoài (LP 791-18 C) lớn hơn khoảng 0,2 lần.

Theo nhóm nghiên cứu, các hành tinh D và C đi qua rất gần nhau trong mỗi quỹ đạo. C tạo ra lực hấp dẫn lên hành tinh D, khiến quỹ đạo của nó có dạng elip mỗi lần nó đi ngang qua hành tinh khối lượng lớn hơn. Hành tinh D bị biến dạng một chút khi nó quay quanh ngôi sao trên đường elip này. Những biến dạng có thể tạo ra ma sát bên trong hành tinh D đủ để làm nóng đáng kể bên trong nó và gây ra hoạt động núi lửa bề mặt. Điều này có thể so sánh với cách sao Mộc và một số mặt trăng khác ảnh hưởng đến vệ tinh Io (xem thêm bài Con người chuẩn bị ngắm rõ dung nhan mặt trăng nhiều núi lửa nhất hệ Mặt trời ).

Theo giáo sư thiên văn học Ian Crossfield của Đại học Kansas, một trong những tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, "Vẫn chưa có bất kỳ bằng chứng quan sát trực tiếp nào về núi lửa ngoại hành tinh, nhưng hành tinh này là một ứng cử viên đặc biệt có khả năng."

Bầu khí quyển có thể được duy trì nếu hành tinh này có hoạt động địa chất như dự đoán của nhóm nghiên cứu. Nước ngưng tụ trên bề mặt có thể được hỗ trợ bởi nhiệt độ của bầu khí quyển ở phía nửa đêm của hành tinh.

Đáng chú ý nơi biên giới ngày đêm

Hành tinh đặc biệt này không quay hoặc thực sự bị triều với sao mẹ, với một mặt vĩnh viễn là ánh sáng ban ngày và mặt kia chìm trong bóng tối. Theo đồng tác giả nghiên cứu Bjorn Benneke, người đứng đầu nhóm thiên văn học tại Đại học Montreal, "Tại phía ban ngày, trời quá nóng đối với nước ở dạng lỏng, vì vậy có khả năng rất khô và nóng—có thể là sa mạc. Có thể có một sông băng lớn vào ban đêm."

Tuy nhiên, khu vực gần điểm ranh giới, nơi ngày và đêm gặp nhau, là khu vực đáng chú ý nhất. Ở đây, sông băng ban đêm tan chảy có khả năng tạo bề mặt nước lỏng. Benneke bổ sung khẳng định rằng ngay cả dưới lớp băng vào ban đêm, vẫn có khả năng xảy ra núi lửa trên khắp hành tinh.

Hành tinh này, nằm cách hệ Mặt trời khoảng 86 năm ánh sáng, lớn hơn Trái đất một chút và quay quanh một ngôi sao lùn đỏ. Hành tinh này hoàn thành quỹ đạo hình elip quanh sao mẹ chỉ trong 2,8 ngày, nhỏ hơn và mát hơn đáng kể so với mặt trời của chúng ta. Nhiệt độ bề mặt của hành tinh dường như ấm hơn một chút so với trên Trái đất và nó nằm trong vùng có thể ở được, còn được gọi là vùng Goldilocks, nơi điều kiện có thể phù hợp với nước ở dạng lỏng và có khả năng tồn tại sự sống.

Theo Stephen Kane, nhà vật lý thiên văn hành tinh của Đại học California, Riverside, "Tôi tưởng tượng bề mặt gồ ghề, non trẻ của hành tinh sau hàng triệu năm hoạt động liên tục của núi lửa. Tôi cũng ngờ rằng hoạt động núi lửa trải đều trên bề mặt hành tinh vì hiệu ứng hấp dẫn không quan tâm đến ngày và đêm.

Kane nói thêm rằng hành tinh vẫn đang giải phóng khí từ bên trong nó, cho thấy sự hiện diện của bầu khí quyển. Mặc dù không thể loại trừ khả năng có dạng sống thích nghi với điều kiện khắc nghiệt của nó, nhưng hành tinh này khó có thể ở được do môi trường khắc nghiệt của nó.

Liệu hoạt động kiến tạo hoặc núi lửa có cần thiết cho sự sống hay không là một câu hỏi quan trọng trong sinh vật học vũ trụ, lĩnh vực nghiên cứu rộng rãi về nguồn gốc sự sống trên Trái đất và cả vũ trụ. Theo đồng tác giả Jessie Christiansen, nhà khoa học nghiên cứu tại Viện Khoa học ngoại hành tinh của NASA, "Ngoài khả năng cung cấp bầu không khí, các quá trình này có thể khuấy động các vật liệu mà nếu không có gì tác động, chúng sẽ chìm xuống và bị mắc kẹt trong lớp vỏ, gồm cả những thứ mà chúng ta cho là quan trọng đối với sự sống, ví dụ như carbon."

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều điều cần hiểu về hoạt động núi lửa và thời gian thoát khí của hành tinh. Kane nhấn mạnh rằng sao Kim, hành tinh chị em của Trái đất, chỉ mới được phát hiện là có hoạt động núi lửa gần đây nhờ việc thăm dò và khám phá các thiên thể lân cận của chúng ta được tăng cường.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống