Điều đó có thể cải thiện cơ hội phát hiện sinh vật ở các thế giới xa xôi.
Cách tìm kiếm các ngoại hành tinh
Kể từ năm 1999, một quá trình phát hiện các ngoại hành tinh được gọi là phương pháp quá cảnh đã tìm ra hàng nghìn thế giới khác bằng cách đo độ sáng của các ngôi sao mà những hành tinh này xoay quanh.
Không ai biết những hành tinh này có tồn tại sự sống hay không, nhưng nếu các nhà khoa học quan sát Trái đất bằng phương pháp này, họ có thể sẽ phát hiện ra các dấu hiệu của sự sống.
Khi những dấu hiệu đó được xác định từ việc quan sát Trái đất, các chuyên gia sau đó có thể tìm những manh mối tương tự ở các ngoại hành tinh. Các nhà khoa học gần đây đã mô tả cách tiếp cận này như một sứ mệnh có tên Người quan sát quá cảnh Trái đất (ETO). Năm nay, họ đã trình bày việc này tại Hội nghị Khoa học Hành tinh và Mặt trăng lần thứ 52.
Theo Cơ quan Vũ trụ Mỹ NASA, hầu hết các ngoại hành tinh mà chúng ta biết được tìm thấy bằng phương pháp quá cảnh. Những chiếc kính viễn vọng hiện đại như Kính viễn vọng không gian Kepler và Vệ tinh Khảo sát ngoại hành tinh (TESS) có thể phát hiện ra ngoại hành tinh khi đường đi của một hành tinh làm mờ ánh sáng của một ngôi sao trong chốc lát.
Điều này đúng ngay cả đối với những ngôi sao cách xa hàng nghìn năm ánh sáng. Các nhà khoa học có thể ước tính độ lớn của một hành tinh dựa trên lượng ánh sáng mà nó bị chặn và tính được cả kích thước đường quỹ đạo của chúng.
Kích thước và nhiệt độ của một ngôi sao chủ cũng như khoảng cách giữa hành tinh với ngôi sao sẽ cung cấp thêm manh mối về việc ngoại hành tinh có sự sống hay không.
Biện pháp quá cảnh cũng có thể gợi ý về bầu khí quyển của một ngoại hành tinh. Trong một lần quá cảnh, ánh sáng của một ngôi sao lọc qua các phân tử khí quyển.
Điều này có thể giúp các nhà nghiên cứu xác định các nguyên tố như oxy và metan ở đó. Các dấu hiệu như vậy thường rất nhỏ đến nỗi các nhà thiên văn cần có thêm các quan sát quá cảnh nữa để xác nhận sự tồn tại của các yếu tố này – theo một tuyên bố của các nhà khoa học.
Tuy vậy, các yếu tố khác trên ngoại hành tinh và ngôi sao có thể ảnh hưởng đến việc đọc các phân tử trong khí quyển. Ví dụ, các hành tinh thay đổi theo mùa, các kiểu thời tiết và dòng chảy của đại dương.
Bên cạnh đó, hoạt động của Mặt trời, chẳng hạn như sự lên xuống của gió Mặt trời và sự hình thành của các cơn bão Mặt trời cũng thay đổi. Bất kỳ điều kiện nào trong số này đều có thể định hình hành vi của khí quyển nên có khả năng ảnh hưởng đến tỷ lệ các phân tử và nguyên tố trong khí quyển của chúng.
Đi tìm những “Trái đất mới”
Tác giả chính Laura Mayorga của bài báo về nhiệm vụ tìm kiếm hành tinh đăng trên Tạp chí Khoa học Hành tinh nói rằng, để hiểu được những biến số đó, “bạn cần biết các ngôi sao của mình cũng như dự đoán hành tinh của bạn trông như thế nào”.
Đây có thể là một thách thức khi cả ngôi sao và ngoại hành tinh đều xa lạ. Theo nhà thiên văn học ngoại hành tinh tại Phòng Thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của ĐH Johns Hopkins ở Laurel Maryland (Mỹ), “đây là một vấn đề rất khó”.
Thật may mắn, các nhà khoa học đã có tất cả những câu trả lời đó cho một cặp hành tinh và sao có người sinh sống. Đó là Trái đất của chúng ta và Mặt trời. Đối với sứ mệnh ETO, một vệ tinh nhỏ với thiết bị có khả năng chụp ảnh quang phổ ánh sáng từ gần tím đến cận hồng ngoại sẽ quan sát được Trái đất khi nó đi qua trước Mặt trời.
Máy quang phổ sẽ kiểm tra các dấu hiệu của nước và carbon dioxide cũng như các cặp dấu hiệu sinh học – oxy và metan, ozon và metan. Bên cạnh đó là chỉ ra các điều kiện thuận lợi cho sự sống (tất nhiên, còn phải xem các dấu hiệu đó chỉ có duy nhất trên Trái đất hay không).
Các nhà khoa học cho biết “kỹ thuật quá cảnh được sử dụng trong một cuộc điều tra như vậy sẽ giống như kỹ thuật mà Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) dùng để nghiên cứu một số trong hàng nghìn ngoại hành tinh đã biết đang di chuyển qua các ngôi sao chủ của chúng”.
Do chúng ta đều biết sự biến đổi khí hậu trên Trái đất và các mô hình hoạt động của Mặt trời, các nhà khoa học có thể quan sát chúng ảnh hưởng tới việc đọc các phân tử khí quyển và sau đó áp dụng cho việc quan sát những “Trái đất mới”.
“Hệ Mặt trời là nơi duy nhất mà chúng ta biết tất cả những câu trả lời. Chúng ta có thể kiểm tra kỹ thuật của mình, chỉ ra những giới hạn và tạo ra mối liên hệ giữa các kết quả có được” – bà Mayorga nói trong tuyên bố - “Sau đó, chúng ta có thể kết nối điều đó với những quan sát chưa được giải đáp từ các ngoại hành tinh”.
Các nhà khoa học dự kiến gửi đề xuất ETO cho Chương trình Tiên phong Vật lý thiên văn của NASA vào mùa thu năm 2021.
