Xác định hành tinh sống được bên ngoài Hệ Mặt trời nhờ… kích thước giọt mưa

Hành tinh đó có thể trông rất khác so với Trái đất, nhưng theo các nhà khoa học, có một thứ sẽ làm chúng ta cảm thấy quen thuộc đó là… mưa.

Trong một báo cáo gần đây, các nhà nghiên cứu của Đại học Harvard phát hiện ra rằng các giọt mưa giống nhau một cách đáng kể trên các môi trường hành tinh khác nhau, thậm chí những hành tinh khác nhau đáng kể như Trái đất và Sao Mộc.

Hiểu được những giọt mưa trên các hành tinh khác là chìa khóa không chỉ tiết lộ khí hậu cổ đại trên các hành tinh như Sao Hỏa mà còn xác định các hành tinh có khả năng sinh sống được bên ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta.

Kaitlyn Loftus, nghiên cứu sinh tại Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh, tác giả chính của báo cáo cho biết: "Vòng đời của các đám mây thực sự quan trọng khi chúng ta nghĩ về khả năng sinh sống của hành tinh. Nhưng mây và lượng mưa thực sự phức tạp để có thể mô hình hóa hoàn toàn. Chúng tôi đang tìm những cách đơn giản hơn để hiểu cách các đám mây phát triển và bước đầu tiên là liệu các giọt bay hơi trong khí quyển hay nổi lên bề mặt dưới dạng mưa".

Còn Robin Wordsworth, Phó Giáo sư Khoa học & Kỹ thuật Môi trường tại Trường Kỹ thuật & Khoa học Ứng dụng Harvard John A. Paulson (SEAS), cho giải thích: "Giọt mưa nhỏ là một thành phần quan trọng của chu kỳ mưa đối với tất cả các hành tinh. Nếu chúng ta hiểu được các giọt mưa riêng lẻ, chúng ta có thể thể hiện tốt hơn lượng mưa trong các mô hình khí hậu phức tạp".

Kích thước của giọt mưa là vấn đề quan trọng. Quá lớn thì giọt sẽ bị vỡ ra do sức căng bề mặt không đủ, bất kể đó là nước, khí mê-tan hay sắt lỏng như trên một ngoại hành tinh có tên WASP-76b từng được phát hiện cách đây chưa lâu. Quá nhỏ thì giọt sẽ bay hơi trước khi chạm vào bề mặt.

Những giọt mưa thực sự có hình cầu khi nhỏ, trở nên bẹp khi lớn dần. Tốc độ rơi phụ thuộc vào hình dạng này cũng như trọng lực và độ dày của không khí xung quanh. Tốc độ bay hơi phức tạp hơn, chịu ảnh hưởng của thành phần khí quyển, áp suất, nhiệt độ, độ ẩm tương đối và nhiều thứ khác.

"Chúng tôi có thể sử dụng đặc tính này để lập mô hình các chu kỳ đám mây trên các ngoại hành tinh", Loftus nói.

Trong khi đó, Wordsworth nhấn mạnh: "Những hiểu biết mà chúng ta có được khi nghiên cứu về những giọt mưa và những đám mây trong các môi trường đa dạng là chìa khóa để hiểu được khả năng sinh sống của các ngoại hành tinh. Về lâu dài, chúng cũng có thể giúp chúng ta hiểu sâu hơn về khí hậu của chính Trái đất".