23/09/2021

Sự sống giữa các Thiên hà: Liệu có tồn tại hành tinh trong khoảng không vũ trụ?

Khi chúng ta ngước nhìn bầu trời đêm, mọi ngôi sao ta thấy đều thuộc về Dải Ngân hà. Mặt Trời của chúng ta chỉ là một trong số 400 tỷ ngôi sao của thiên hà nhà. Nhưng một sự thật đáng kinh ngạc là các nhà khoa học ước tính rằng có tới một nửa số ngôi sao trong toàn vũ trụ không thuộc về bất kỳ thiên hà nào. Chúng là những "kẻ lang thang" cô độc, trôi nổi trong khoảng không gian mênh mông, lạnh lẽo giữa các thiên hà.

Thiên hà hình xoắn ốc chứa hàng trăm tỉ ngôi sao, như mặt trời. trong khi vẫn có vô số các hệ sao nằm ngoài các thiên hà hình xoắn.



Điều này đặt ra một câu hỏi hấp dẫn: Liệu có hành tinh nào quay quanh những ngôi sao lạc lõng này không? Và nếu có, liệu sự sống có thể nảy mầm ở một nơi xa xôi và cô lập đến vậy?

Thách thức của Môi trường Liên thiên hà

Vấn đề cơ bản đối với việc hình thành hành tinh đá (giống Trái Đất) trong không gian liên thiên hà là sự khan hiếm nguyên tố nặng.

Ngay sau Vụ nổ Big Bang, vũ trụ gần như chỉ có hydro và heli. Các thiên hà lớn như Dải Ngân hà hoạt động như những "nhà máy vũ trụ", nơi hàng tỷ ngôi sao sống, chết và tái sinh. Mật độ sao cao trong các thiên hà tạo điều kiện cho các vụ nổ siêu tân tinh (supernova) xảy ra thường xuyên. Chính những vụ nổ này đã tạo ra và phát tán các nguyên tố nặng hơn (như carbon, oxy, sắt, silicon) ra khắp thiên hà. Những nguyên tố này là vật liệu xây dựng thiết yếu cho các hành tinh đá và cho chính sự sống.

Ngược lại, không gian liên thiên hà giống như một "sa mạc" vật chất. Khoảng cách giữa các ngôi sao là cực kỳ lớn, các vụ nổ siêu tân tinh rất hiếm, khiến cho môi trường này cực kỳ "nghèo" nguyên tố nặng. Do đó, nếu các hành tinh có hình thành ở đây, chúng có nhiều khả năng là những hành tinh khí khổng lồ thay vì hành tinh đá.

Những Kịch bản cho Hành tinh "Lạc lõng" 

Mặc dù đầy thách thức, vẫn có những kịch bản khả thi cho phép các hành tinh đá hình thành hoặc tồn tại trong khoảng không vũ trụ.

1. Hành tinh từ Tro tàn của Sao Lùn Trắng

Các ngôi sao giống Mặt Trời sau khi kết thúc vòng đời sẽ trải qua giai đoạn phình to thành sao khổng lồ đỏ, sau đó đẩy ra các lớp vật chất bên ngoài và co lại thành một sao lùn trắng. Lớp vật chất bị đẩy ra này rất giàu các nguyên tố nặng. Theo thời gian, vật chất này có thể kết tụ lại thành một đĩa bồi tụ và hình thành nên một thế hệ hành tinh đá thứ hai quay quanh ngôi sao lùn trắng đã chết.

2. Tái sinh từ Siêu tân tinh

Khi một ngôi sao cực lớn phát nổ thành siêu tân tinh, nó để lại một tàn dư dày đặc là sao neutron hoặc lỗ đen. Vụ nổ kinh hoàng này cũng tung ra một lượng lớn vật chất giàu nguyên tố nặng ra môi trường xung quanh. Tương tự như kịch bản sao lùn trắng, vật chất này có thể tập hợp lại để tạo thành các hành tinh quay quanh sao neutron hoặc lỗ đen.

3. Hành tinh "Vay mượn"

Trong một hệ sao đôi, nếu một sao neutron hoặc lỗ đen có một ngôi sao đồng hành, nó có thể dùng lực hấp dẫn cực mạnh của mình để "đánh cắp" vật chất từ ngôi sao kia. Vật chất bị đánh cắp này sẽ tạo thành một đĩa bồi tụ xung quanh sao neutron/lỗ đen, và các hành tinh có thể hình thành từ chiếc đĩa "vay mượn" này.

4. Những "Kẻ du hành" bị trục xuất khỏi Thiên hà 




Đây có lẽ là kịch bản khả thi nhất. Các ngôi sao không phải lúc nào cũng ở yên trong thiên hà của chúng. Tương tác hấp dẫn có thể "bắn" toàn bộ một hệ sao ra khỏi thiên hà mẹ, ném nó vào không gian liên thiên hà. Nếu một ngôi sao nhỏ, sống lâu (như sao lùn đỏ) được hình thành trong vùng lõi giàu vật chất của một thiên hà, nó có thể đã kịp hình thành các hành tinh đá xung quanh mình trước khi bị trục xuất. Những hành tinh này sẽ trở thành những "kẻ du hành" bất đắc dĩ, mang theo tiềm năng về sự sống vào khoảng không sâu thẳm. Tương tự, các hành tinh lang thang (rogue planets) không có sao chủ cũng có thể bị đẩy ra khỏi thiên hà.

Sự sống trong Cô đơn: Ưu và Nhược điểm

Nếu sự sống tồn tại trên một hành tinh liên thiên hà, trải nghiệm của nó sẽ hoàn toàn khác biệt so với chúng ta.

Ưu điểm: Sự an toàn tuyệt đối
Một lợi ích to lớn là sự an toàn. Khoảng cách đến ngôi sao gần nhất là không thể tưởng tượng được. Cư dân ở đây sẽ không bao giờ phải lo lắng về một vụ nổ siêu tân tinh ở gần đó có thể quét sạch sự sống trên hành tinh của họ – một mối nguy hiểm đã được cho là nguyên nhân gây ra một số sự kiện tuyệt chủng hàng loạt trên Trái Đất.

Nhược điểm: Nỗi cô đơn vũ trụ 

Tuy nhiên, cái giá của sự an toàn là sự cô lập tuyệt đối. Bầu trời đêm của họ có thể sẽ hoàn toàn trống rỗng. Họ sẽ không thấy bất kỳ ngôi sao nào khác, và có lẽ cũng không thấy thiên hà nào nếu họ ở quá xa. Đối với một nền văn minh tiên tiến, việc nghiên cứu bất cứ thứ gì bên ngoài hệ sao của họ sẽ là một thách thức cực đại. Họ có thể sẽ kết luận rằng họ hoàn toàn đơn độc trong vũ trụ, và hy vọng du hành đến một ngôi sao khác gần như bằng không.

Mặc dù việc tìm kiếm sự sống trong không gian liên thiên hà là vô cùng khó khăn, nhưng việc xem xét những khả năng này nhắc nhở chúng ta rằng vũ trụ luôn rộng lớn và kỳ lạ hơn những gì chúng ta có thể tưởng tượng.