Với người dẫn dắt là Dirk Schulze-Makuch công tác tại Đại học Bang Washington, nghiên cứu mới được thực hiện mô tả chi tiết các đặc tính của những hành tinh có khả năng duy trì sự sống rất cao - những hành tinh "siêu phù hợp" với sự sống; chúng có thể là những hành tinh già cỗi hơn, lớn hơn, ấm hơn hay ẩm ướt hơn Trái Đất. Theo nhận định của các chuyên gia, sự sống có thể còn thịnh vượng hơn trên những hành tinh quay quanh các ngôi sao “sống chậm”, có tuổi thọ tối đa nhiều hơn Mặt trời.

Tất cả 24 hành tinh có khả năng duy trì sự sống cao đều nằm cách Trái Đất hơn 100 năm ánh sáng, thế nhưng giáo sư Schulze-Makuch nhận định rằng nghiên cứu mới có thể hậu thuẫn những quan sát thiên văn tương lai, những sứ mệnh sẽ do Kính thiên văn Không gian James Web của NASA, đài thiên văn LUVIOR hay kính viễn vọng PLATO của Cơ quan Vũ trụ Châu ÂU ESA.

Kính thiên văn Không gian James Web, một trong những thiết bị hiện đại nhất từng được con người chế tạo.

“Với những hệ thống kính viễn vọng sắp đi vào hoạt động, chúng ta sẽ có thêm nhiều thông tin hơn, vậy nên việc lựa chọn mục tiêu rất quan trọng”, giáo sư Schulze-Makuch nhận định. “Chúng ta cần tập trung vào một số hành tinh nhất định sở hữu những điều kiện hỗ trợ sự sống phức tạp nhiều hứa hẹn nhất. Tuy nhiên, vẫn nên cẩn thận kẻo đi vào vòng luẩn quẩn tìm Trái Đất thứ hai, bởi lẽ có thể có những hành tinh khác hỗ trợ sự sống tốt hơn cả hành tinh của ta”.

Schulze-Makuch, nhà địa sinh học - ngành nghiên cứu tương tác giữa Trái Đất và tầng sinh quyển - với kinh nghiệm trong việc xác định khả năng hỗ trợ sự sống của hành tinh đã cộng tác với nhà thiên văn học Rene Heller tới từ Viện Max Planck để tìm ra những hành tinh phù hợp cho sự sống. Họ phân tích dữ liệu của 4.500 ngoại hành tinh (hành tinh ngoài hệ Mặt Trời) để tìm ra những ứng cử viên sáng giá nhất. Khả năng hỗ trợ sự sống không đi kèm khẳng định hành tinh được nhắc tới đang có sự sống, mà chỉ là điều kiện cho phép sự sống tồn tại được.

Mặt Trời là ngôi sao có tuổi thọ khá ngắn, chưa đầy 10 tỷ năm; hiện các nhà khoa học ước tính Mặt Trời đang ở 4,6 tỷ năm tuổi. Dựa trên những gì ta đã biết, thì sự sống phức tạp trên Trái Đất mất khoảng 4 tỷ năm để hình thành. Nhiều ngôi sao tương tự như Mặt Trời (có tên gọi G star - sao G) sẽ cháy hết nhiên liệu trước khi sự sống phức tạp có thể hình thành trên các hành tinh bay trong hệ.

Bên cạnh việc quan sát những hệ sao G, các nhà nghiên cứu còn tìm hiểu những ngôi sao lùn K, với nhiệt độ không cao bằng Mặt Trời, nhỏ hơn và ít sáng hơn, tuy nhiên các sao K lại có tuổi thọ tối đa từ 20 tới 70 tỷ năm. Nhiều khả năng hành tinh quay quanh sao K sẽ có nhiều thời gian hơn để tổng hợp nên sự sống. Tuy nhiên, để có thể hỗ trợ sự sống, một hành tinh phải không quá già để vẫn còn địa nhiệt dồi dào và trường địa từ mạnh mẽ. Các nhà nghiên cứu cho rằng thời điểm cho phép sự sống phát triển cực thịnh là khi hành tinh đạt từ 5 tới 8 tỷ năm tuổi.

Giáo sư Dirk Schulze-Makuch.

Kích cỡ và khối lượng hành tinh cũng là yếu tố quan trọng. Một hành tinh lớn hơn Trái Đất 10% ắt sẽ có nhiều diện tích hỗ trợ sự sống hơn. Những hành tinh có khối lượng gấp 1,5 lần Trái Đất sẽ duy trì được nhiệt độ tỏa ra từ lõi lâu hơn, và lực hấp dẫn của chính hành tinh đó sẽ mạnh hơn để duy trì tầng khí quyển lâu dài.

Nước là thành phần cốt lõi, hành tinh càng nhiều nước thì tỷ lệ sự sống tồn tại càng cao, khi mà nước còn là thành phần tạo nên độ ẩm và mây mưa. Một hành tinh có nhiệt độ bề mặt cao hơn Trái Đất khoảng 5 độ C và thêm nhiều phần trăm độ ẩm sẽ hỗ trợ sự sống tốt hơn cả Địa Cầu. Ta có thể so sánh sự sống tại những vùng rừng nhiệt đới với các khu vực lạnh và khô hơn để thấy rõ tác động của độ ẩm và nhiệt độ không khí.

Trong số 24 hành tinh khả thi nhất, chẳng ứng cử viên nào thỏa mãn tất cả các tiêu chuẩn nêu trên, nhưng vẫn có một hành tinh có tới 4 yếu tố lớn: đây là hành tinh đáng sống, hay cụ thể hơn là phù hợp cho sự sống, hơn cả Trái Đất.

“Đôi khi khó có thể truyền đạt ý tưởng về những hành tinh ‘siêu phù hợp’ với sự sống, bởi lẽ ta nghĩ rằng nhân loại đã đang sống tại hành tinh phù hợp nhất rồi”, giáo sư Schulze-Makuch nói. “Chúng ta có những dạng sống phức tạp và đa dạng, nhiều trong số đó sinh trưởng được ở môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Việc có được sự sống biết thích nghi là tốt, nhưng điều đó không có nghĩa rằng chúng ta đang có điều kiện hỗ trợ sự sống tốt nhất”.