Những ngôi sao nào có nhiều khả năng có các hành tinh có thể ở được? Một nghiên cứu mới cho thấy các ngôi sao K - giữa các sao lùn đỏ loại M mờ nhất và các ngôi sao giống như mặt trời - có thể cung cấp điểm ngọt ngào cho cuộc sống.
Nghệ sĩ khái niệm về siêu hành tinh trái đất Kepler-62f quay quanh một ngôi sao K. Những thế giới như vậy có thể là một trong những nơi có nhiều khả năng tổ chức cuộc sống nhất. Hình ảnh thông qua Trung tâm nghiên cứu Ames / JPL-Caltech / Tim Pyle.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hơn 4, các ngoại hành tinh - bao gồm một số có khả năng cư trú - trong những năm gần đây. Họ đã tìm thấy các ngoại hành tinh quay quanh các ngôi sao tương tự như mặt trời của chúng ta. Và họ đã tìm thấy chúng quay quanh các ngôi sao không phải mặt trời, ví dụ, những ngôi sao lùn nhỏ, màu đỏ mát mẻ. Tìm kiếm các hành tinh có thể hỗ trợ sự sống là một trong những mục tiêu chính và thú vị nhất của săn tìm hành tinh. Và vì vậy các nhà thiên văn học muốn biết ngôi sao nào rất có thể có các hành tinh có thể ở được.
Những ngôi sao này có thể được coi là Sao vàng đó là đúng rồi - ít nhất là theo một số cách - đối với các hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống. Biệt danh gợi nhớ đến Vùng Goldilocks hoặc vùng có thể ở được, khu vực xung quanh một ngôi sao nơi nhiệt độ trên hành tinh đá cho phép nước lỏng tồn tại.
Một nghiên cứu đánh giá ngang hàng mới được công bố trong Tạp chí Vật lý thiên văn vào ngày 6 tháng 3 năm 2019, có thể giúp thu hẹp tìm kiếm các ngôi sao Goldilocks. Nghiên cứu này do Giada Arney thuộc Trung tâm hàng không vũ trụ NASA God Godard.
Đáng ngạc nhiên, theo nghiên cứu của Arney, những ngôi sao tốt nhất có thể không phải là những người như mặt trời của chúng ta. Thay vào đó, sao K - mờ hơn mặt trời của chúng ta nhưng sáng hơn sao lùn đỏ loại M - có thể là ứng cử viên lý tưởng. Sao K có thể sống trong 17 đến 70 tỷ năm, lâu hơn nhiều so với các ngôi sao như mặt trời, tỏa sáng trên dãy chính chỉ khoảng 10 tỷ năm. Tuổi thọ dài hơn của một ngôi sao K sẽ giúp cuộc sống trên một hành tinh quay quanh có nhiều thời gian hơn để phát triển, nếu nó bắt đầu.
Các ngôi sao K cũng ít hoạt động hơn trong tuổi trẻ của họ, với ít ánh sáng mặt trời cực đoan có thể quét sạch mọi sự sống trên một hành tinh trẻ. Ngược lại, các sao lùn đỏ loại M nhỏ hoạt động mạnh mẽ hơn; sự sống bắt đầu trên một hành tinh quay quanh một ngôi sao M sẽ cần phải tìm cách sống sót, bằng cách nào đó, trong một môi trường khắc nghiệt.
Hệ thống phân loại sao Morgan-Keenan. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao G màu vàng. Hình ảnh qua đài thiên văn Las Cumbres.
Arney chỉ ra rằng các ngôi sao M có một số lợi thế. Chúng là loại sao phổ biến nhất và sống trên chuỗi chính hơn một nghìn tỷ năm. Nhưng hoạt động bùng phát năng lượng mặt trời của họ có vấn đề, đặc biệt là ở tuổi trẻ. Chúng cũng có nhiều năng lượng hơn khi chúng còn trẻ, có thể đủ để làm sôi đại dương trên bất kỳ hành tinh đá nào gần đó.
Sao K ở đâu đó ở giữa giữa sao M và sao G giống như mặt trời. Arney nói:
Tôi thích nghĩ rằng các ngôi sao K đang ở một điểm ngọt ngào giữa các ngôi sao tương tự mặt trời và các ngôi sao M.
Làm thế nào chúng ta có thể phát hiện sự sống trên một hành tinh quay quanh một ngôi sao K xa xôi? Điều đầu tiên để xác định là liệu có sinh học tiềm năng - gợi ý hóa học của sự sống - trong bầu khí quyển hành tinh. Một sinh học như vậy sẽ là sự tồn tại của cả metan và oxy. Vì các khí đó có xu hướng hủy diệt nhau nhanh chóng, nên - nếu chúng ta tìm thấy cả hai - chúng ta có thể giả định một cái gì đó, có thể là cuộc sống, phải được sản xuất cả trên cơ sở đang diễn ra.
Nghệ sĩ khái niệm về siêu trái đất Kepler-438b quay quanh ngôi sao K của nó. Hình ảnh thông qua Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian.
Arney đã sử dụng một mô hình máy tính để mô phỏng hóa học và nhiệt độ của một hành tinh khí quyển có thể, để xem cách nó hoạt động xung quanh các loại sao khác nhau. Một mô hình khác mô phỏng quang phổ của bầu khí quyển hành tinh, vì nó có thể được xem bằng kính viễn vọng trong tương lai. Như cô đã giải thích:
Khi bạn đặt hành tinh xung quanh một ngôi sao K, oxy sẽ không phá hủy khí mê-tan nhanh chóng, do đó, nhiều hơn có thể tích tụ trong khí quyển. Điều này là do ánh sáng cực tím của sao K không tạo ra khí oxy phản ứng cao, phá hủy khí mê-tan dễ dàng như một ngôi sao giống như mặt trời.
Phân tích cũng cho thấy tín hiệu oxy-metan có thể mạnh hơn xung quanh các sao K. Điều tương tự cũng đã được dự đoán đối với các ngôi sao M, nhưng một lần nữa, hoạt động bùng phát mặt trời dữ dội của chúng có thể làm phức tạp sự phát triển của sự sống.
Một ưu điểm khác của sao K là các hành tinh dễ phát hiện hơn - thậm chí nhìn thấy chúng trực tiếp - hơn là xung quanh các ngôi sao giống như mặt trời sáng hơn. Như Arney đã nhận xét:
Mặt trời là 10 tỷ sáng hơn gấp nhiều lần so với một hành tinh giống Trái đất xung quanh nó, do đó, rất nhiều ánh sáng bạn phải triệt tiêu nếu muốn nhìn thấy một hành tinh quay quanh. Một ngôi sao K có thể chỉ sáng hơn một tỷ lần so với Trái đất xung quanh nó.
Các ngoại hành tinh có thể ở được cũng có thể quay quanh các ngôi sao M (sao lùn đỏ), như bảy thế giới có kích thước Trái đất trong hệ thống TRAPPIST-1. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech.
Arney cũng liệt kê một số ngôi sao K gần đó có thể có nhiều hành tinh nhất có thể ở được:
Tôi thấy rằng một số ngôi sao K gần đó như 61 Cyg A / B, Epsilon Indi, Groombridge 1618 và HD 156026 có thể là mục tiêu đặc biệt tốt cho các tìm kiếm sinh học trong tương lai.
Chỉ riêng với hơn 200 tỷ ngôi sao trong thiên hà của chúng ta, công trình này sẽ giúp các nhà thiên văn học tìm ra những cái nào - và các hành tinh của họ - cần được xem xét kỹ nhất trong quá trình tìm kiếm không chỉ các thế giới có thể ở được, mà cả các hành tinhthực sự có người ở, ngay cả khi chỉ bằng vi khuẩn.
Điểm mấu chốt: Để thu hẹp những nơi tốt nhất để tìm kiếm bằng chứng về sự sống ngoài hành tinh - các hành tinh có thể ở được - các nhà thiên văn học cần biết những ngôi sao nào có khả năng lưu trữ những thế giới như vậy nơi cuộc sống có thể bắt đầu. Nghiên cứu mới này giúp thực hiện điều đó và sẽ giúp các nhà khoa học xác định hành tinh nào nên là mục tiêu chính để nghiên cứu.
Nguồn: Lợi thế của người lùn K về sinh học trên các ngoại hành tinh được chụp ảnh trực tiếp
Qua NASA