Ngoại hành tinh giống như sao Kim có thể có khí quyển oxy, nhưng không có sự sống

Hành tinh xa xôi GJ 1132b gây tò mò cho các nhà thiên văn học khi nó được phát hiện vào năm ngoái. Nằm cách Trái đất chỉ 39 năm ánh sáng, nó có thể có bầu khí quyển mặc dù được nung ở nhiệt độ khoảng 450 độ F. Nhưng bầu không khí đó sẽ dày và xào hay mỏng và khôn ngoan? Nghiên cứu mới cho thấy cái sau có nhiều khả năng.

Nhà thiên văn học Harvard Laura Schaefer (Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian hay CfA) và các đồng nghiệp của cô đã kiểm tra câu hỏi điều gì sẽ xảy ra với GJ 1132b theo thời gian nếu nó bắt đầu với bầu không khí ẩm ướt, giàu nước.

Quỹ đạo rất gần ngôi sao của nó, ở khoảng cách chỉ 1,4 triệu dặm, hành tinh tràn ngập ánh sáng cực tím hoặc tia cực tím. Ánh sáng tia cực tím phá vỡ các phân tử nước thành hydro và oxy, cả hai sau đó có thể bị mất vào không gian. Tuy nhiên, vì hydro nhẹ hơn nên nó thoát ra dễ dàng hơn, trong khi oxy đọng lại phía sau.

Schaefer nói: “Trên các hành tinh lạnh hơn, oxy có thể là dấu hiệu của sự sống và khả năng sinh sống của người ngoài hành tinh. Nhưng trên một hành tinh nóng như GJ 1132b, đó là dấu hiệu của điều hoàn toàn ngược lại – một hành tinh được nung và khử trùng”.

Vì hơi nước là khí nhà kính, hành tinh sẽ có hiệu ứng nhà kính mạnh mẽ, khuếch đại sức nóng vốn đã rất mạnh của ngôi sao. Kết quả là, bề mặt của nó có thể bị nóng chảy trong hàng triệu năm.

Một “đại dương magma” sẽ tương tác với khí quyển, hấp thụ một phần oxy, nhưng bao nhiêu? Chỉ khoảng một phần mười, theo mô hình được tạo bởi Schaefer và các đồng nghiệp của cô. Hầu hết 90 phần trăm oxy còn lại chảy vào không gian, tuy nhiên một số có thể tồn tại.

“Hành tinh này có thể là lần đầu tiên chúng tôi phát hiện oxy trên một hành tinh đá bên ngoài hệ mặt trời”, đồng tác giả Robin Wordsworth (Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Harvard Paulson) cho biết.

Nếu bất kỳ oxy nào vẫn bám vào GJ 1132b, các kính viễn vọng thế hệ tiếp theo như Kính thiên văn Magellan khổng lồ và Kính viễn vọng không gian James Webb có thể phát hiện và phân tích nó.

Mô hình khí quyển đại dương magma có thể giúp các nhà khoa học giải câu đố về cách sao Kim phát triển theo thời gian. Sao Kim có lẽ đã bắt đầu với lượng nước giống như Trái đất, vốn sẽ bị phá vỡ bởi ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, nó cho thấy một số dấu hiệu của oxy kéo dài. Vấn đề thiếu oxy tiếp tục gây trở ngại cho các nhà thiên văn học.

Schaefer dự đoán rằng mô hình của họ cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về các ngoại hành tinh tương tự khác. Ví dụ, hệ thống TRAPPIST-1 chứa ba hành tinh có thể nằm trong vùng có thể ở được. Vì chúng mát hơn GJ 1132b, nên chúng có cơ hội giữ lại bầu không khí tốt hơn.

Nguồn tin tức:

Tài liệu được cung cấp bởi Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. Laura Schaefer, Robin Wordsworth, Zachory Berta-Thompson, Dimitar Sasselov. Dự đoán thành phần khí quyển của GJ 1132b . Tạp chí Vật lý thiên văn , 2016 [ link ]