K2-18 b là một ngoại hành tinh lớn hơn Trái Đất khoảng 2,6 lần, cách ta khoảng 124 năm ánh sáng, nổi tiếng vì một nhóm nghiên cứu báo dấu hiệu khí DMS (đimetyl sunfua) trong khí quyển của nó — một khí mà trên Trái Đất chủ yếu do sinh vật biển tạo ra. Tín hiệu DMS hiện đang bị tranh luận gay gắt: các nhóm độc lập phân tích lại cùng dữ liệu không thấy nó đủ mạnh, và ngay cả việc hành tinh này có đại dương hay không cũng chưa rõ. Đây chưa phải bằng chứng sự sống.
K2-18 b là hành tinh thế nào
| Thông số | Giá trị gần đúng |
|---|---|
| Phát hiện | 2015, từ dữ liệu sứ mệnh K2 của kính Kepler |
| Khoảng cách | khoảng 124 năm ánh sáng, chòm Sư Tử |
| Sao mẹ | sao lùn đỏ K2-18, nhỏ và mờ hơn Mặt Trời nhiều |
| Bán kính | khoảng 2,6 lần Trái Đất |
| Khối lượng | khoảng 8,6 lần Trái Đất |
| Chu kỳ quỹ đạo | khoảng 33 ngày |
| Năng lượng nhận từ sao | gần với mức Trái Đất nhận từ Mặt Trời |
Với kích thước và khối lượng đó, mật độ của K2-18 b thấp hơn nhiều so với một hành tinh đá thuần. Nó thuộc nhóm "mini Hải Vương" hay "tiểu Hải Vương": phải có một lượng lớn chất nhẹ, có thể là lớp khí hydro dày, có thể là nhiều nước, hoặc cả hai. Hệ Mặt Trời không có hành tinh nào cỡ này để so.
Các mốc trong câu chuyện
- 2015: hành tinh được phát hiện bằng phương pháp đi qua (transit) trong dữ liệu K2.
- 2019: hai nhóm dùng kính Hubble báo hơi nước trong khí quyển, một nhóm đăng trên Nature Astronomy. Báo chí gọi đây là "hành tinh trong vùng có thể sống đầu tiên có nước". Về sau có nghiên cứu cho rằng tín hiệu Hubble có thể là mê-tan chứ không phải nước, vì hai khí có dải hấp thụ chồng nhau ở bước sóng đó.
- 2021: nhóm của Nikku Madhusudhan (Đại học Cambridge) đề xuất khái niệm hành tinh "hycean" (ghép từ hydrogen và ocean): đại dương nước toàn cầu dưới một lớp khí giàu hydro. K2-18 b được nêu là ứng viên.
- 9/2023: cùng nhóm này công bố dữ liệu kính James Webb (NIRISS, NIRSpec): phát hiện mê-tan và CO₂, không thấy amoniac. Họ đồng thời nêu một gợi ý yếu về DMS.
- 4/2025: nhóm công bố thêm dữ liệu từ thiết bị MIRI, cho rằng có DMS và/hoặc DMDS (đimetyl đisunfua) ở mức tin cậy khoảng 3 sigma, với nồng độ cao hơn trên Trái Đất hàng nghìn lần.
- 2025: nhiều nhóm độc lập phân tích lại, kết hợp toàn bộ dữ liệu, kết luận không có bằng chứng thống kê đáng kể cho DMS; kết quả thay đổi mạnh theo cách chọn mô hình và danh sách khí đưa vào.
Phần nào khá chắc, phần nào còn tranh cãi
Khá chắc
- K2-18 b có khí quyển, và khí quyển đó chứa mê-tan và CO₂. Hai khí này cho tín hiệu rõ trong dữ liệu Webb.
- Khí quyển giàu hydro, và hành tinh không phải "Trái Đất lớn" theo nghĩa đá có lớp khí mỏng.
Còn tranh cãi
- DMS/DMDS có thật trong dữ liệu không. Mức 3 sigma vẫn có thể do nhiễu hoặc do mô hình. Các dải phổ của DMS chồng lên dải của nhiều phân tử khác, như propyne hay ethane. Khi đưa thêm những khí này vào mô hình, tín hiệu "riêng của DMS" yếu đi đáng kể.
- Hành tinh có đại dương hay không. Ngoài kịch bản hycean, có ít nhất hai kịch bản khác khớp với dữ liệu: một mini Hải Vương giàu khí không có bề mặt sống được, và một hành tinh có đại dương dung nham dưới lớp khí. Trong các kịch bản này, bề mặt hoặc quá nóng hoặc không tồn tại.
- Nếu có DMS, nó do đâu. Trên Trái Đất DMS chủ yếu do sinh vật phù du tạo ra. Nhưng đã có báo cáo phát hiện DMS trong dữ liệu sao chổi 67P/Churyumov–Gerasimenko và trong đám mây khí giữa các vì sao, những nơi không có sinh vật. Như vậy DMS không còn là khí "chỉ sự sống mới tạo được".
Vì sao không thấy amoniac lại quan trọng
Trong khí quyển giàu hydro của một mini Hải Vương thông thường, mô hình dự đoán phải có amoniac (NH₃), vì nitơ kết hợp với hydro ở nhiệt độ và áp suất cao bên dưới. Dữ liệu Webb năm 2023 không thấy amoniac. Nhóm Cambridge lập luận amoniac đã tan vào một đại dương nước bên dưới, ủng hộ kịch bản hycean. Các nhóm khác chỉ ra amoniac cũng có thể tan vào magma, hoặc bị phá huỷ bởi phản ứng quang hoá ở tầng trên. Một chi tiết nhỏ trong phổ, nhiều cách giải thích, đó chính là bản chất của cuộc tranh luận.
Vì sao giới khoa học thận trọng
Có ba lý do. Thứ nhất, tín hiệu nhỏ và chồng chéo: chỉ một khác biệt trong cách xử lý đường cong ánh sáng hay trong danh sách khí đưa vào mô hình đã có thể làm tín hiệu xuất hiện hay biến mất. Thứ hai, lịch sử gần đây có những lần báo động sớm như phosphine trên sao Kim năm 2020, sau đó bị đặt dấu hỏi lớn. Thứ ba, tuyên bố về sự sống ngoài Trái Đất là một trong những tuyên bố lớn nhất khoa học có thể đưa ra, nên chuẩn bằng chứng phải cao tương xứng: nhiều nhóm độc lập, nhiều thiết bị, mức tin cậy cao, và loại trừ được các nguồn phi sinh học.
Chính nhóm Madhusudhan cũng nói rõ đây chưa phải phát hiện sự sống và cần thêm quan sát. Phần "phát hiện sự sống" chủ yếu nằm ở cách một số báo chí đặt tít.
Câu chuyện này dạy gì về khoa học ngoại hành tinh
- Dữ liệu tốt nhưng chưa đủ: kính Webb đủ nhạy để thấy mê-tan và CO₂ trên một hành tinh cách hơn trăm năm ánh sáng, nhưng chưa đủ để tách rõ một khí vết như DMS.
- Mô hình là một nửa kết quả: cùng dữ liệu, các nhóm dùng mô hình khác nhau đi tới kết luận khác nhau. Tranh luận công khai, đăng bài phản biện, chia sẻ dữ liệu là cách khoa học tự sửa.
- Nhóm hành tinh mới, hiểu biết mới: mini Hải Vương là loại hành tinh phổ biến nhất mà Kepler tìm thấy, nhưng ta chưa có mẫu nào trong hệ Mặt Trời. Dù kết luận cuối cùng về DMS ra sao, K2-18 b đã giúp hiểu nhóm hành tinh này nhiều hơn.
Góc nhìn hôm nay
K2-18 b sẽ còn được quan sát thêm. Câu trả lời dứt khoát có thể cần thêm nhiều giờ quan sát của Webb, hoặc các kính đời sau. Muốn theo dõi đúng, nên đọc thông cáo trực tiếp từ NASA và ESA, các bài trên The Astrophysical Journal Letters nơi nhiều kết quả được công bố, và bản thảo trên arXiv (mục astro-ph.EP), nơi các nhóm phản biện thường đăng sớm. Khi đọc tin, phân biệt rõ ba mức: "có khí quyển với mê-tan và CO₂" (khá chắc), "có thể có DMS" (đang tranh luận), "có sự sống" (chưa có bằng chứng).
Câu hỏi thường gặp
K2-18b có sự sống không?
Chưa có bằng chứng. Tín hiệu khí DMS do một nhóm Cambridge báo cáo đang bị tranh luận và chưa được các nhóm độc lập xác nhận. Ngay cả việc hành tinh có đại dương nước hay không cũng chưa rõ.
DMS là gì và vì sao được chú ý?
DMS là đimetyl sunfua, một hợp chất lưu huỳnh mà trên Trái Đất chủ yếu do tảo và vi sinh vật biển tạo ra, góp phần tạo mùi đặc trưng của biển. Vì thế nó từng được xem là dấu hiệu sinh học tiềm năng. Tuy nhiên DMS đã được báo cáo ở sao chổi và khí giữa các vì sao, nên không chỉ sự sống mới tạo được.
K2-18b cách Trái Đất bao xa?
Khoảng 124 năm ánh sáng, trong chòm sao Sư Tử. Nó quay quanh một sao lùn đỏ với chu kỳ khoảng 33 ngày, nhận lượng năng lượng gần với Trái Đất.
Hành tinh hycean là gì?
Là loại hành tinh giả thuyết có đại dương nước toàn cầu nằm dưới lớp khí quyển giàu hydro, do nhóm Madhusudhan đề xuất năm 2021. Chưa có hành tinh nào được xác nhận thuộc loại này. K2-18 b là ứng viên nhưng dữ liệu cũng khớp với các kịch bản khác.
Kính James Webb thấy gì chắc chắn trên K2-18b?
Webb phát hiện rõ mê-tan và CO₂ trong khí quyển hành tinh này, công bố năm 2023. Đây là phần ít bị tranh cãi nhất. Tín hiệu DMS đi kèm thì yếu và phụ thuộc mạnh vào mô hình phân tích.
