Hầu như cứ 4 ngôi sao dạng như Mặt trời thì có 1 ngôi sao có thể chứa trong nó một hành tinh có khối lượng cỡ Trái đất, theo những nhà nghiên cứu khoa học Mỹ. Khám phá của họ đặt lại vấn đề cho những mô hình thông thường bàn về sự hình thành các hành tinh, mà nó giả thiết rằng rất hiếm để tìm các hành tinh có khối lượng thấp gần với ngôi sao mẹ, điều này ngụ ý rằng các hệ mặt trời như hệ Mặt trời của chúng ta phổ biến hơn chúng ta nghĩ. Kết quả cũng cho thấy sứ mệnh Kepler của NASA, hiện đang săn tìm các hành tinh giống như Trái Đất, có thể khám phá hơn 250 "thế giới giống Trái đất với độ tin cậy cao ".

Số lượng các thế giới bên ngoài Trái đất đã biết, trong tổng số của hầu như 500 khám phá những năm giữa thập kỉ 1990s, hiện đang nghiêng về những hành tinh có khối lượng như Mộc tinh dễ phát hiện hơn đang chuyển động rất gần quanh những ngôi sao chủ. Chỉ có những công nghệ kĩ thuật tiên tiến mới đây mới cho phép chúng ta tìm kiếm những hành tinh có khối lượng tương tự với Trái đất. Đến bây giờ các mô hình hiện nay về sự hình thành các hệ Mặt trời đều tiên đoán rằng có một “sa mạc các hành tinh” rất gần với ngôi sao, sự thiếu hụt của những hành tinh có khối lượng từ 1-30 lần khối lượng Trái đất và có chu kì quỹ đạo nhỏ hơn 50 ngày. Hiện nay, một nhóm các nhà thiên văn học, trong đó có Geoff Marcy của đại học California tại Berkeley, đang thách thức (đối mặt với) những hiểu biết đã có này.

“ Đây là lần đầu tiên chúng ta đã tính toán được tỉ lệ những ngôi sao có những hành tinh nhỏ hơn”, Marcy, thường được công nhận là người săn tìm các hành tinh nhiều nhất mọi thời đại, phát biểu trên physicsworld.com. Nhóm của ông ấy sử dụng dữ liệu thu thập từ kính thiên văn Keck tại Hawaii liên quan tới 166 ngôi sao có khối lượng nằm giữa 0.54-1.28 lần Mặt trời, và tất cả không xa quá 80 năm ánh sáng so với Trái đất. Hiệu ứng Doppler của ánh sáng các ngôi sao, và việc ngôi sao bị lắc lư dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn của những hành tinh ngoài Trái đất quay quanh nó, làm phát hiện ra tổng cộng 33 hành tinh xung quanh 22 ngôi sao.

Đừng quên những hành tinh chưa được tìm thấy

Nhóm của Marcy cũng đã nỗ lực giải thích một số hành tinh mà có thể đã chưa được tìm thấy (còn thiếu) dựa trên sự giới hạn của độ nhạy của các thiết bị quan sát. “ Chúng tôi đã tự hỏi rằng khối lượng lớn nhất của một hành tinh đang ẩn giấu trong hệ thống dữ liệu của mình có thể là bao nhiêu? Nếu có một hành tinh có khối lượng lớn hơn thế thì chúng ta sẽ quan sát được nó”, Marcy giải thích. Phép phân tích thống kê đơn giản theo mẫu này cho phép họ suy luận ra những hành tinh “chưa được tìm thấy” đang nằm cạnh những hành tinh đã được xác định.

Những thông tin trên, bao gồm cả trường hợp đã được chứng thực và suy luận ra, được dùng để tạo ra một mô hình về khả năng có thể tồn tại những hành tinh ở rất gần ứng với một hàm số của khối lượng các hành tinh. Điều này dẫn đến một Power law ( một dạng đặc biệt của mối quan hệ toán học giữa hai đại lượng, lượng và là một công cụ phân tích quan trọng) ) là phù hợp nhất với dữ liệu, nó ngụ ý chỉ rằng những hành tinh có khối lượng càng nhỏ thì nó càng có khả năng tồn tại. Chính điều này cũng cho rằng “sa mạc các hành tinh” nằm khá xa so với vùng đất xa xôi hoang vắng đã được hình dung trước đó. “ Những quan sát của chúng tôi ko phù hợp với những dự đoán giả định (lý thuyết). Chúng tôi hiện nay biết rằng vũ trụ có nhiều hành tinh có kích cỡ Trái đất hơn các hành tinh có kích cỡ Mộc tinh”, Marcy nói. Power law của ông ấy dự đoán rằng cơ hội của một ngôi sao cỡ như Mặt trời có một hành tinh có khối lượng cỡ Trái đất là khoảng 23%- tức là cứ 4 ngôi sao thì có một ngôi sao như vậy. Khám phá này được đăng trên tạp chí Science.

Tuy vậy, nghiên cứu này đã bị giới hạn, bởi những kĩ thuật hiện nay, chỉ có thể mô phỏng quỹ đạo các hành tinh quay xung quanh sao chủ của nó với khoảng cách còn nhỏ hơn ¼ khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời. Do vậy những khám phá của Marcy có thể sẽ rất hứa hẹn rằng trong công cuộc tìm kiếm Trái đất thứ hai: một hành tinh có khối lượng như Trái đất quay xung quanh sao chủ của nó với một khoảng cách bằng khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời. “Những mô hình hiện tại cho rằng hầu hết các hành tinh được hình thành phía ngoài xa các sao chủ của chúng, bạn nên tìm kiếm thêm những hành tinh có quỹ đạo quay xung quanh sao chủ dài hơn nữa”, theo Coel Hellier, nhà nghiên cứu về các hành tinh ngoài Trái đất (ngoài hệ Mặt trời) tại đại học Keele, phát biểu trên physicsworld.com.

“ Nghiên cứu này dự đoán có 23% cơ hội để có thể tìm thấy những hành tinh có khối lượng như Trái đất và chu kì quay ngắn, do vậy sẽ có nhiều hơn nữa nằm ở phía ngoài, có lẽ gần như tất cả các ngôi sao dạng như Mặt trời chúng ta đều có một hành tinh có khối lượng gần bằng Trái đất”, Hellier thêm vào.


Tuy vậy, chỉ bởi vì một hành tinh có khối lượng gần với khối lượng Trái đất, nhưng không phải nhất thiết phải là giống Trái đất.” Các hành tinh có khối lượng vài lần Trái đất có thể có những tính chất (đặc tính) khác so với những hành tinh có khối lượng bằng Trái đất. Chúng có thể là lớn hơn, giống những Hải vương tinh nhỏ hơn, với nhiều nước hơn và ít đá hơn”, Marcy cảnh báo.

Tuy vậy những kết quả ban đầu từ kính thiên văn không gian Kepler của NASA, kính này khảo sát bán kính của các hành tinh nhiều hơn là khảo sát khối lượng của nó, đều cho kết quả đầy hứa hẹn. “ Rất nhiều trong số các ứng viên hành tinh của Kepler đều được phát hiện với bán kính khá nhỏ, mà nó phù hợp với những nghiên cứu của chúng tôi, chúng có thể được coi là dạng giống Trái đất”, Marcy phát biểu. Nhóm nghiên cứu dự đoán rằng kepler có thể tìm thấy 120-160 “Thế giới giống Trái đất với độ tin cậy cao”. “ Chúng ta đang bắt đầu thấy những dấu hiệu khả nghi rằng có rất nhiều Trái đất như chúng ta ở ngoài vũ trụ xa xăm”, ông ấy nhấn mạnh.

Điều này có nghỉa là, hai nhóm các nhà nghiên cứu tại Mỹ và Thuỵ Sỹ đã bắt đầu nghiên cứu các địch thủ của Trái đất một cách chi tiết hơn. Hai nhà khoa học Kevin Heng tại ETH Zurich và Steven Vogt tại đại học California đã mô phỏng sự chuyển động của khí quyển trên Gliese 581g, một “siêu Trái đất” được phát hiện năm 2009. Công bố những phát hiện của họ trong một bài báo được gửi đến mạng in trước sơ bộ khi xuất bản arXiv, các nhà nghiên cứu cho rằng các địa điểm cụ thể có thể cư trú được phụ thuộc vào việc liệu hành tinh này có bị khóa thủy triều hay ko và và tốc độ làm nguội bức xạ xảy ra trên quy mô toàn cầu (hành tinh) nhanh hay chậm.

Tuấn Duy - HAAC
Theo Physicsworld