Phát hiện thú vị về hành tinh như 'anh em sinh đôi' với Trái đất

Các nhà nghiên cứu cũng xác định rằng một câu chuyện tương tự cũng có thể xảy ra trên Trái đất.

Sao Kim, hành tinh láng giềng gần nhất của chúng ta, được gọi là sinh đôi của Trái đất vì sự giống nhau về kích thước và mật độ của cả hai hành tinh.

Sao Kim. Ảnh: Internet

Bài liên quan

Rừng nhiệt đới Amazon, 'lá phổi của trái đất' mất đi 200.000 mẫu mỗi ngày

SpaceX đưa thành công phi hành đoàn toàn dân sự đầu tiên vào quỹ đạo Trái đất

Dấu hiệu sự sống của Trái đất xấu kỷ lục trước tác động sâu sắc của con người

Trái đất nóng lên: Ảnh hưởng từ các cuộc xung đột

Nhưng trong khi Trái đất là trung tâm tự nhiên cho sự sống, sao Kim là một hành tinh không có sự sống với bầu khí quyển carbon dioxide độc hại dày hơn chúng ta 90 lần, các đám mây axit sulfuric và nhiệt độ bề mặt lên tới 462 độ C đủ nóng để nấu chảy chì.

Để hiểu làm thế nào mà hai hành tinh này lại trở nên khác biệt như vậy, một nhóm các nhà vật lý thiên văn đã quyết định thử mô phỏng lại sự khởi đầu, khi các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta hình thành cách đây 4,5 tỷ năm.

Họ đã sử dụng các mô hình khí hậu, tương tự như những gì các nhà nghiên cứu sử dụng khi mô phỏng sự thay đổi khí hậu trên Trái đất, để xem ngược thời gian ở sao Kim và Trái đất.

Nghiên cứu mới của họ được công bố hôm thứ Tư (13/10) trên tạp chí Nature.

Hơn 4 tỷ năm trước, Trái đất và sao Kim đều nóng và được bao phủ bởi magma.

Các đại dương chỉ có thể hình thành khi nhiệt độ đủ mát để nước ngưng tụ và rơi xuống dưới dạng mưa trong hàng nghìn năm. Đó là cách đại dương toàn cầu của Trái đất hình thành trong hàng chục triệu năm. Mặt khác, sao Kim vẫn nóng.

Vào thời điểm đó, mặt trời của chúng ta mờ hơn hiện tại khoảng 25%. Nhưng điều đó sẽ không đủ để giúp sao Kim nguội đi, vì nó là hành tinh gần mặt trời thứ hai. Các nhà nghiên cứu đặt câu hỏi liệu các đám mây có thể đóng một vai trò nào đó trong việc giúp sao Kim hạ nhiệt hay không.

Mô hình khí hậu của họ xác định rằng các đám mây có đóng góp, nhưng theo một cách bất ngờ. Chúng tập trung lại ở phía ban đêm của sao Kim và không thể che chắn phía còn lại của hành tinh khỏi mặt trời. Sao Kim cũng có có tốc độ quay cực kỳ chậm.

Thay vì che chắn cho sao Kim khỏi sức nóng, các đám mây phía ban đêm đã góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính, giữ nhiệt trong bầu khí quyển dày đặc của hành tinh và giữ cho nhiệt độ ở mức cao. Với sức nóng ổn định, bị giữ lại như vậy, sao Kim sẽ quá nóng để có thể đổ mưa. Thay vào đó, nước chỉ có thể tồn tại ở dạng hơi nước trong khí quyển.

Ông Martin Turbet, tác giả chính của nghiên cứu, nhà nghiên cứu tại Khoa Thiên văn thuộc Đại học Geneva, cho biết: “Nhiệt độ cao đồng nghĩa với việc bất kỳ nguồn nước nào cũng sẽ tồn tại ở dạng hơi nước, như trong một nồi áp suất khổng lồ".

Mọi thứ có thể diễn ra theo cách tương tự đối với Trái đất nếu hành tinh của chúng ta ở gần mặt trời hơn một chút hoặc nếu lúc đó mặt trời sáng như bây giờ.

Bởi vì mặt trời mờ đi hàng tỷ năm trước, Trái đất đã có thể hạ nhiệt đủ từ trạng thái nóng chảy để nước hình thành và tạo ra đại dương toàn cầu của chúng ta. Ông Turbet viết trong một email: "Mặt trời yếu là thành phần quan trọng để thực sự hình thành các đại dương đầu tiên trên Trái đất".

Bà Emeline Bolmont, đồng tác giả nghiên cứu và là giáo sư tại Đại học Geneva, cho biết: “Đây là một sự đảo ngược hoàn toàn trong cách chúng ta nhìn vào cái mà lâu nay được gọi là nghịch lý Mặt trời Trẻ. Nó luôn được coi là trở ngại lớn với sự xuất hiện của sự sống trên Trái đất. Nhưng hóa ra đối với Trái đất trẻ, rất nóng, mặt trời chiếu sáng yếu có thể là một cơ hội ngoài mong đợi giúp tạo nên sự sống".

Trước đây, các nhà khoa học tin rằng nếu bức xạ mặt trời yếu hơn hàng tỷ năm trước, Trái đất sẽ biến thành một quả cầu tuyết.

Đại dương của Trái đất đã tồn tại gần 4 tỷ năm. Có bằng chứng cho thấy sao Hỏa đã được bao phủ bởi các sông và hồ từ 3,5 tỷ đến 3,8 tỷ năm trước. Và bây giờ có vẻ như ít có khả năng Sao Kim có nước ở dạng lỏng trên bề mặt của mình.

Ngoài hệ mặt trời

Nghiên cứu mới cũng có thể được áp dụng cho các hành tinh nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta.

"Kết quả của chúng tôi có ý nghĩa mạnh mẽ đối với các hành tinh ngoại, vì chúng gợi ý rằng một phần lớn các hành tinh này có khả năng có các đại dương bề mặt chứa nước lỏng có lẽ hiện đã bị khô vì chúng không bao giờ ngưng tụ thành công", nhà nghiên cứu Turbet nói.

"Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hành tinh ngoại xung quanh các ngôi sao có khối lượng thấp như TRAPPIST-1, sẽ là mục tiêu chính cho Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA và ESA, sẽ được phóng vào tháng 12 năm nay", ông nói.

Các sứ mệnh tới Sao Kim trong tương lai có thể giúp kiểm tra lý thuyết do ông Turbet và nhóm của ông đưa ra.

Ông nói: “Kết quả của chúng tôi dựa trên các mô hình lý thuyết và là nền tảng quan trọng để trả lời câu hỏi này. Nhưng cần phải quan sát để đưa ra phán quyết dứt khoát về vấn đề này. Hãy hy vọng rằng các sứ mệnh không gian trong tương lai EnVision, VERITAS và DAVINCI + sẽ mang lại cho chúng ta câu trả lời chắc chắn".

Các sứ mệnh này của NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, được khởi động vào cuối thập kỷ này, sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được các đặc điểm bề mặt lâu đời nhất trên sao Kim được gọi là tesserae, "có thể lưu giữ các mảnh bằng chứng về dấu vết trong quá khứ về sự hiện diện (hoặc vắng mặt) của chất lỏng, ông Turbet nói.

Quốc Thiên