Nghiên cứu mới cho thấy sấm sét có thể xuất hiện trên các hành tinh khóa thủy triều như Proxima b, nhưng chúng khác xa Trái Đất và có thể không đủ sức tạo ra các hợp chất cần thiết cho sự sống.
Sấm sét được xem là một trong những nguồn năng lượng hiếm hoi trên một hành tinh có khả năng tạo ra các hợp chất hóa học phức tạp, nền tảng cho sự sống. Một tia sét điển hình có thể đạt nhiệt độ lên tới 30.000 Kelvin (hơn 27.000 độ C), đủ mạnh để phá vỡ các phân tử khí trong khí quyển và tái tạo thành các hợp chất mới. Trên Trái Đất ngày nay, sấm sét phân tách nitơ và oxy, tạo ra các oxit nitơ.
Vào thời kỳ đầu của Trái Đất, trước khi khí quyển giàu oxy nhờ quang hợp, sấm sét có thể đã đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các hợp chất tiền sinh học, những phân tử hình thành nên nền tảng của protein. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới cho thấy trên các hành tinh khóa thủy triều như Proxima b, sấm sét có thể không đủ sức để kích hoạt sự sống.
Proxima b: Hành tinh gần nhất với tiềm năng sự sống
Proxima b, hành tinh gần hệ Mặt Trời nhất, là một trong những ứng cử viên sáng giá để tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất. Với kích thước tương đương Trái Đất và quỹ đạo nằm trong vùng có thể hỗ trợ nước lỏng, hành tinh này xoay quanh ngôi sao lùn đỏ Proxima Centauri, cách chúng ta hơn 4 năm ánh sáng.
Tuy nhiên, Proxima Centauri chỉ có một phần nhỏ độ sáng và kích thước của Mặt Trời. Proxima b có quỹ đạo cực gần, với một năm chỉ kéo dài 11 ngày. Do khoảng cách này, hành tinh gần như chắc chắn bị khóa thủy triều, nghĩa là một mặt luôn hướng về ngôi sao, giống như Mặt Trăng luôn hướng một mặt về Trái Đất. Điều này tạo ra sự khác biệt lớn về thời tiết so với hành tinh của chúng ta.
Mô phỏng thời tiết trên hành tinh lạ
Để tìm hiểu liệu sấm sét có thể xuất hiện trên các hành tinh khóa thủy triều, nhóm nghiên cứu do ông Denis Sergeev từ Đại học Bristol, Anh, dẫn đầu đã thực hiện các mô phỏng khí quyển, tương tự cách các nhà khí hậu học nghiên cứu thời tiết Trái Đất. Nghiên cứu, được gửi đăng trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society vào tháng 4, cho thấy các hành tinh như Proxima b có thể tạo ra sấm sét, nhưng với tần suất và đặc điểm rất khác biệt.
Trái Đất có hệ thống thời tiết phong phú, với khoảng 100 tia sét đánh xuống mỗi giây. Ngược lại, mô phỏng cho thấy các hành tinh khóa thủy triều chỉ có vài tia sét mỗi giây, ngay cả khi khí quyển của chúng mỏng hơn, chỉ bằng khoảng 1/4 áp suất khí quyển Trái Đất. Với khí quyển dày hơn, gấp 10 lần Trái Đất, tần suất sét có thể giảm xuống chỉ còn một tia sau vài phút.
Sấm sét tập trung ở một vùng
Khác với Trái Đất, nơi nhiệt lượng từ Mặt Trời phân bố đều nhờ chuyển động tự quay, trên các hành tinh khóa thủy triều, toàn bộ nhiệt lượng đổ dồn vào mặt ban ngày. Nhiệt lượng này tạo ra các dòng khí mạnh, chảy từ mặt ban ngày sang mặt ban đêm.
Kết quả, sấm sét chủ yếu xuất hiện ở mặt ban ngày, tập trung trong một khu vực hình tròn. Trong một số trường hợp, sét đánh ở mặt ban đêm, gần đường ranh giới ngày-đêm, nơi có đủ hoạt động khí quyển để tạo ra điều kiện cần thiết. “Các cơn bão sét trên hành tinh khóa thủy triều rất khác so với Trái Đất”, nhóm nghiên cứu nhận định.
Thách thức cho sự sống
Dù sấm sét có thể xuất hiện, chúng chưa chắc đã hỗ trợ sự sống trên Proxima b. Thứ nhất, tần suất sét quá thấp, không đủ để tạo ra lượng hợp chất tiền sinh học cần thiết. Thứ hai, các tia sét tập trung ở mặt ban ngày, nơi có thể quá nóng để duy trì sự sống. “Sấm sét không phân bố đều, và điều này có thể là rào cản lớn”, các nhà khoa học nhấn mạnh.
Tuy nhiên, câu chuyện về sự sống trên các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời vẫn chưa khép lại. Thiên nhiên đã nhiều lần chứng minh rằng sự sống luôn tìm được cách để tồn tại. Dù sấm sét trên Proxima b có thể không đủ sức khơi nguồn sự sống, những khám phá mới vẫn đang chờ đợi nhân loại ở phía trước.