Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành đã cung cấp một khung gọi là “chỉ số phát hiện” để giúp ưu tiên các ngoại hành tinh nghiên cứu và cung cấp cho các nhà khoa học một công cụ để chọn các mục tiêu tốt nhất để quan sát và tối đa hóa cơ hội phát hiện sự sống.
Liệu có sự sống ở nơi nào khác trong vũ trụ hay không là câu hỏi mà mọi người đã suy ngẫm hàng thiên niên kỷ; và trong vài thập kỷ qua, những bước tiến lớn đã được thực hiện trong quá trình tìm kiếm các dấu hiệu sự sống bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Các sứ mệnh của NASA như kính viễn vọng không gian Kepler đã giúp chúng ta ghi lại hàng ngàn hành tinh ngoại – các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác. Và các nhiệm vụ hiện tại của NASA như Vệ tinh Khảo sát Exoplanet (TESS) dự kiến sẽ làm tăng đáng kể số lượng ngoại hành tinh được biết đến hiện tại. Người ta hy vọng rằng hàng chục hành tinh đá có kích thước Trái đất quay quanh các khu vực có thể ở của các ngôi sao của họ, ở khoảng cách mà nước có thể tồn tại dưới dạng chất lỏng trên bề mặt của chúng. Đây là những nơi đầy hứa hẹn để tìm kiếm sự sống.
Điều này sẽ được thực hiện bằng các nhiệm vụ như Kính viễn vọng Không gian James Webb sắp ra mắt, sẽ bổ sung và mở rộng những khám phá của Kính viễn vọng Không gian Hubble bằng cách quan sát ở bước sóng hồng ngoại. Dự kiến nó sẽ ra mắt vào năm 2021 và sẽ cho phép các nhà khoa học xác định xem các ngoại hành tinh đá có oxy trong khí quyển hay không. Oxy trong khí quyển trái đất là do quang hợp của vi khuẩn và thực vật. Ở mức độ ngoại hành tinh giống Trái đất, oxy trong khí quyển của chúng cũng có thể là một dấu hiệu của sự sống.
Tuy nhiên, không phải tất cả các ngoại hành tinh sẽ giống Trái đất. Một số hành tinh sẽ như vậy, nhưng những hành tinh khác sẽ khác với Trái đất đủ để oxy không nhất thiết phải đến từ sự sống. Vì vậy, với tất cả các ngoại hành tinh hiện tại và tương lai để nghiên cứu, làm thế nào để các nhà khoa học thu hẹp lĩnh vực này với những người mà oxy là biểu hiện rõ nhất của sự sống?
Để trả lời câu hỏi này, một nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành, dẫn đầu là Đại học bang Arizona (ASU) đã cung cấp một khung gọi là “chỉ số phát hiện” có thể giúp ưu tiên các ngoại hành tinh cần nghiên cứu bổ sung. Các chi tiết của chỉ số này gần đây đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ.
Tác giả chính Donald Glaser của Trường Khoa học phân tử của ASU chia sẻ: “Mục tiêu của chỉ số là cung cấp cho các nhà khoa học một công cụ để lựa chọn các mục tiêu tốt nhất để quan sát và tối đa hóa cơ hội phát hiện sự sống”.
Chỉ số phát hiện oxy của một hành tinh như Trái đất rất cao, có nghĩa là oxy trong khí quyển của Trái đất chắc chắn là do sự sống và không có gì khác. Thấy oxy có nghĩa là sự sống. Một phát hiện đáng ngạc nhiên của nhóm nghiên cứu là chỉ số phát hiện giảm mạnh đối với các ngoại hành tinh không quá khác biệt so với Trái đất.
Mặc dù bề mặt Trái đất phần lớn được bao phủ trong nước, các đại dương của Trái đất chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ (0,025%) khối lượng Trái đất. Để so sánh, các mặt trăng trong hệ mặt trời bên ngoài thường gần bằng 50% nước đá.
Đồng tác giả Steven Desch của Trường khám phá Trái đất và Không gian của ASU chia sẻ thêm: “Thật dễ để tưởng tượng rằng trong một hệ mặt trời khác như của chúng ta, một hành tinh giống Trái đất có thể chỉ là 0,2% nước. Và điều đó là đủ để thay đổi chỉ số phát hiện. Oxy sẽ không biểu thị sự sống trên các hành tinh như vậy, ngay cả khi nó được quan sát. Đó là vì một hành tinh giống Trái đất có 0,2% nước – gấp khoảng 8 lần Trái đất có – – sẽ không có lục địa hoặc đất tiếp xúc. “
Không có đất, mưa sẽ không làm ra đá và giải phóng các chất dinh dưỡng quan trọng như phốt pho. Cuộc sống quang hợp không thể tạo ra oxy ở mức tương đương với các nguồn phi sinh học khác.
Chỉ số phát hiện cho chúng ta biết không đủ để quan sát oxy trong bầu khí quyển của hành tinh ngoại. Chúng ta cũng phải quan sát đại dương và đất liền. Điều đó thay đổi cách chúng ta tiếp cận tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh. Nó giúp chúng ta giải thích các quan sát mà chúng ta tạo ra từ các ngoại hành tinh. Nó giúp chúng ta chọn các ngoại hành tinh mục tiêu tốt nhất để tìm kiếm sự sống. Và nó giúp chúng ta thiết kế thế hệ kính viễn vọng không gian tiếp theo để chúng ta có được tất cả thông tin cần thiết để xác định sự sống tích cực.
Các nhà khoa học từ các lĩnh vực khác nhau đã được tập hợp lại để tạo ra chỉ số này. Việc thành lập nhóm được hỗ trợ bởi chương trình Nexus cho Khoa học hệ thống ngoại hành tinh (NExSS) của NASA, nơi tài trợ cho nghiên cứu liên ngành để phát triển các chiến lược tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh. Các ngành học của họ bao gồm vật lý thiên văn lý thuyết và quan sát, địa vật lý, địa hóa học, sinh vật học, hải dương học và sinh thái học.
“Loại nghiên cứu này cần nhiều nhóm khác nhau, chúng tôi không thể làm điều đó với tư cách là các nhà khoa học riêng lẻ”, đồng tác giả Hilifer Hartnett, người giữ các cuộc hẹn chung tại Trường khám phá Trái đất và Không gian và Trường Khoa học Phân tử của ASU nói.
Ngoài tác giả chính Glaser và đồng tác giả Harnett và Desch, nhóm còn có các đồng tác giả Cayman Unterborn, Ariel Anbar, Steffen Buessecker, Theresa Fisher, Steven Glaser, Susanne Neuer, Camerian Millsaps, Joseph O’Rourke, Sara Imari Walker, và Mikhail Zolotov, người đại diện chung cho Trường Khoa học Phân tử của ASU, Trường khám phá Trái đất và Không gian và Trường Khoa học Sự sống. Các nhà khoa học khác trong nhóm bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học California Riverside, Đại học Johns Hopkins và Đại học Porto (Bồ Đào Nha).
Hy vọng của nhóm này là khung chỉ số phát hiện này sẽ được sử dụng để tìm kiếm sự sống. Việc phát hiện sự sống trên một hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta sẽ thay đổi toàn bộ sự hiểu biết về vị trí của chúng ta trong vũ trụ. NASA được đầu tư sâu sắc vào việc tìm kiếm sự sống và chúng ta hy vọng rằng công việc này sẽ được sử dụng để tối đa hóa cơ hội phát hiện sự sống khi các nhà thiên văn học tìm kiếm nó.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Arizona . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :