Language
Country/Area
No result found
K2-18b: Những bí mật chưa biết nào được ẩn giấu trong bầu khí quyển hydro của hành tinh ngoài trái đất này?
K2-18b là một ngoại hành tinh quay quanh ngôi sao lùn đỏ K2-18, cách Trái đất khoảng 124 năm ánh sáng. Hành tinh này được phân loại là có kích thước dưới sao Hải Vương, với bán kính gấp khoảng 2,6 lần Trái đất và quay quanh vùng có thể ở được của ngôi sao mẹ trong khoảng thời gian 33 ngày. Điều này có nghĩa là nó nhận được nhiều ánh sáng sao như Trái đất. Hành tinh này lần đầu tiên được phát hiện bằng kính viễn vọng không gian Kepler và sau đó được Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) quan sát để nghiên cứu bầu khí quyển của nó.
Năm 2019, các nhà khoa học lần đầu tiên báo cáo sự hiện diện của hơi nước trong bầu khí quyển của K2-18b, một khám phá thu hút rất nhiều sự chú ý.
Vào năm 2023, JWST đã phát hiện thấy carbon dioxide và metan trong bầu khí quyển của K2-18b. Những cách giải thích khác nhau về dữ liệu này cho thấy K2-18b có thể là một hành tinh chứa nước với bầu khí quyển giàu hydro hoặc một Sao Hải Vương nhỏ giàu khí. Trong mọi trường hợp, K2-18b giống Sao Hải Vương hoặc Sao Thiên Vương hơn là điều kiện có thể ở được trên Trái đất. Điều này đã thúc đẩy các cuộc thảo luận rộng rãi về khả năng sinh sống tiềm năng của nó.
Đặc điểm K2-18
K2-18 là một ngôi sao lùn M nằm trong chòm sao Sư Tử với nhiệt độ chỉ 3457 K và bán kính chỉ bằng 45% Mặt Trời. Ngôi sao này khoảng 2,4 tỷ năm tuổi và có hoạt động sao vừa phải. Ngôi sao này còn có một hành tinh trong quỹ đạo của K2-18b, K2-18c, hành tinh này có thể tương tác với K2-18b thông qua hiệu ứng thủy triều.
Tính chất vật lý của K2-18b
K2-18b có bán kính 2,610±0,087 R🜨 và khối lượng 8,63±1,35 ME. Mật độ của hành tinh cho thấy nó có thể có lớp vỏ ngoài giàu hydro, có thể là lõi đá cộng với lớp vỏ dày hoặc có thành phần giống sao Hải Vương. Những hành tinh có kích thước vừa phải như vậy rất hiếm, tạo thành cái gọi là thung lũng bán kính. Hành tinh này có thể phải mất hàng triệu năm để hình thành, nhưng sức nóng thủy triều của nó khó có thể góp phần vào quá trình này.
Khả năng tồn tại của đại dương
Câu hỏi liệu nước lỏng có tồn tại trong K2-18b hay không vẫn chưa rõ ràng. Mặc dù dữ liệu trước đây cho thấy nước ở trạng thái siêu tới hạn nhưng các quan sát của JWST chỉ ra khả năng tồn tại của đại dương lỏng. Nhưng việc xác nhận điều này rất khó vì sự tồn tại của đại dương không thể suy ra chỉ từ khối lượng và bán kính.
Các nhà nghiên cứu cho biết: Ở trạng thái siêu tới hạn, không còn ranh giới giữa chất lỏng và khí khiến việc xác định sự tồn tại của đại dương trở nên khó khăn hơn.
Nghiên cứu trước đây tin rằng có thể có các thành phần khác trong khí quyển của K2-18b, chẳng hạn như amoniac, phân tử carbon đơn giản, v.v., nhưng các mô hình khác nhau có cách giải thích khác nhau cho các thành phần này và cộng đồng khoa học vẫn đang tranh luận.
Khí quyển và khí hậu
Theo quan sát từ Kính viễn vọng Không gian Hubble, K2-18b có bầu khí quyển hydro và vẫn còn một số điều không chắc chắn về sự hiện diện của hơi nước. Quan sát của JWST cho thấy nồng độ hơi nước trong khí quyển cực kỳ thấp, dưới 0,1%. Ngoài ra, JWST còn quan sát thấy khí mêtan và carbon dioxide mỗi loại chiếm khoảng 1% khí quyển. Nồng độ của các oxit cacbon khác chưa được xác định và chỉ có giới hạn trên. Bầu khí quyển chiếm tới 6,2% khối lượng của hành tinh và thành phần của nó có thể giống với thành phần của Sao Hải Vương hoặc Sao Thiên Vương.
Sự tiến hóa của hành tinh
Khí quyển phía trên của K2-18b sẽ bị ảnh hưởng bởi bức xạ năng lượng cao từ ngôi sao mẹ. Bức xạ năng lượng cao này sẽ làm nóng bầu khí quyển và tạo thành khí hydro, có thể dẫn đến sự thoát ra ngoài khí quyển. Quá trình như vậy cho thấy rằng ngay cả khi quá trình này tiếp tục, K2-18b có thể không mất hoàn toàn bầu khí quyển trong suốt thời gian tồn tại của nó.
Khả năng sinh sống
Hành tinh này nằm trong vùng có thể ở được của ngôi sao của nó và lượng bức xạ sao mà nó nhận được là khoảng 1368+114−107 W/m2, tương tự như Trái đất. Tuy nhiên, làm thế nào để xác nhận khả năng sinh sống thực sự của K2-18b sẽ phụ thuộc vào thành phần bầu khí quyển và suất phản chiếu các đám mây của nó. Các quan sát cho thấy bầu khí quyển sâu của hành tinh có thể quá nóng, trong khi các lớp giàu nước có thể thích hợp cho sự phát triển của sự sống.
Vi khuẩn có thể tồn tại trong môi trường giàu hydro, điều này cho thấy hydro không phải là vật cản đối với sự sống.
K2-18b chắc chắn là một chủ đề nghiên cứu hấp dẫn. Với việc Kính viễn vọng Không gian James Webb quay trở lại không gian, việc khám phá sâu về hành tinh này dự kiến sẽ tiết lộ nhiều bí mật hơn về nó. Vậy hành tinh này có thực sự hỗ trợ được sự sống?
