Nghiên cứu mới nhất của Đại học Ludwig-Maximilians ở Munich (LMU) ở Đức và Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck chỉ ra rằng trong không gian tối giữa các vì sao không có ánh sáng sao, các vệ tinh quay quanh "các hành tinh giả mạo" có thể vẫn duy trì môi trường đại dương lỏng ổn định trong hàng tỷ năm, tạo điều kiện cho sự ra đời và tiến hóa của sự sống.

Nước ở dạng lỏng được nhiều người coi là yếu tố then chốt cho sự tồn tại của sự sống và hiểu biết thông thường thường liên kết vùng có thể ở được với khoảng cách phù hợp xung quanh một ngôi sao. Nhóm nghiên cứu đề xuất rằng ngay cả khi ở xa bất kỳ ngôi sao nào, miễn là có điều kiện phù hợp, các vệ tinh của các hành tinh nổi tự do (FFP) bị đẩy ra khỏi hệ hành tinh có thể duy trì môi trường phù hợp cho sự sống trong thời gian dài. Nghiên cứu cho thấy dưới tác động kết hợp của bầu khí quyển hydro dày đặc và thủy triều nóng lên, các đại dương trên các vệ tinh như vậy dự kiến ​​sẽ không bị đóng băng trong khoảng 4,3 tỷ năm, khoảng thời gian gần bằng thang tuổi của Trái đất, để lại cơ hội tiến hóa đầy đủ cho sự xuất hiện của sự sống phức tạp.

Các hệ hành tinh thường rất hỗn loạn trong giai đoạn đầu hình thành và sự tương tác hấp dẫn chặt chẽ giữa các hành tinh trẻ có thể "đẩy" một số chúng ra khỏi hệ sao mẹ, biến chúng thành các hành tinh bất hảo lang thang trong Dải Ngân hà. Nghiên cứu trước đây của nhà vật lý LMU Giulia Roccetti đã chỉ ra rằng những hành tinh khí khổng lồ bị đẩy ra này có thể vẫn giữ lại một số vệ tinh ban đầu sau khi mất liên kết sao.

Sau khi một hành tinh bị trục xuất khỏi hệ hành tinh ban đầu, quỹ đạo của các vệ tinh của nó thường thay đổi mạnh mẽ, từ quỹ đạo gần tròn sang quỹ đạo hình elip dài hơn, khiến khoảng cách giữa vệ tinh và hành tinh mẹ liên tục thay đổi. Quỹ đạo rất lệch tâm này mang lại lực thủy triều mạnh. Vệ tinh bị kéo căng và nén nhiều lần dưới lực hấp dẫn của hành tinh, gây ra ma sát bên trong nó, từ đó giải phóng một lượng nhiệt lớn. Chính kiểu sưởi ấm thủy triều này được kỳ vọng sẽ duy trì sự tồn tại của đại dương lỏng bên trong vệ tinh hoặc thậm chí gần bề mặt trong môi trường không có ánh sáng sao và không gian giữa các vì sao cực kỳ lạnh giá.

Việc nó có thể "khóa" lượng nhiệt bên trong này gần bề mặt hay không phụ thuộc vào thành phần khí quyển và khả năng giữ nhiệt của vệ tinh. Trên Trái đất, carbon dioxide là một loại khí nhà kính quan trọng. Các nghiên cứu trước đây cũng tin rằng bầu khí quyển giàu carbon dioxide có thể giúp các vệ tinh exo duy trì môi trường có thể ở được trong một khoảng thời gian nhất định, với quy mô thời gian khoảng 1,6 tỷ năm. Tuy nhiên, trong môi trường hành tinh trôi nổi tự do cách xa ngôi sao và có nhiệt độ cực thấp, carbon dioxide dễ dàng đóng băng và mất dạng khí cũng như hiệu ứng nhà kính, gây khó khăn cho việc bảo vệ lâu dài cho nước ở dạng lỏng.

Để đạt được mục tiêu này, các nhà nghiên cứu từ nhiều lĩnh vực khác nhau như vật lý thiên văn, vật lý sinh học và hóa học thiên văn đã chuyển sang nghiên cứu khả năng tồn tại của bầu khí quyển giàu hydro. Theo lẽ thường, hydro phân tử không có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại mạnh và không phải là một loại khí nhà kính điển hình. Tuy nhiên, trong điều kiện áp suất cao, sự va chạm giữa các phân tử hydro có thể gây ra cái gọi là hiệu ứng "hấp thụ do va chạm", tạm thời hình thành một cấu trúc có thể hấp thụ và giữ nhiệt hiệu quả. Không giống như carbon dioxide, dễ hóa rắn, hydro có thể vẫn là chất khí ổn định ở nhiệt độ cực thấp, tạo thành một “lớp phủ” cách nhiệt hiệu quả và lâu dài trên bề mặt của những vệ tinh như vậy.

Nghiên cứu này cũng đưa ra những tương đồng thú vị với Trái đất sơ khai từ góc độ “nguồn gốc của sự sống”. David Dahlbüdding, tác giả đầu tiên của bài báo và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại LMU, chỉ ra rằng sự hợp tác với nhóm của Giáo sư Dieter Braun khiến họ nhận ra rằng “cái nôi” của sự sống không nhất thiết cần đến mặt trời. Ở Trái đất sơ khai, do thường xuyên bị tiểu hành tinh va chạm, bầu khí quyển có thể rất giàu hydro. Môi trường giàu hydro này có thể đã tạo ra những điều kiện then chốt cho nguồn gốc sự sống; và các vệ tinh trôi dạt xa giữa các ngôi sao, theo một nghĩa nào đó, có thể đã tái hiện các môi trường vật lý và hóa học tương tự dưới tác động tổng hợp của sức nóng thủy triều và bầu khí quyển hydro.

Tác động thủy triều không chỉ cung cấp nguồn nhiệt mà còn dự kiến ​​sẽ tạo ra "chu trình khô ướt" trong môi trường bề mặt hoặc gần bề mặt. Trong quá trình hoạt động địa chất hoặc biến đổi môi trường cục bộ do biến dạng thủy triều, nước liên tục bốc hơi, ngưng tụ và phân bố lại, hình thành các giai đoạn khô và ướt xen kẽ nhau. Điều này được nhiều mô hình nguồn gốc sự sống coi là điều kiện quan trọng cho phản ứng trùng hợp và chọn lọc của các phân tử hữu cơ phức tạp. Do đó, những vệ tinh như vậy có thể không chỉ có đại dương nước lỏng ổn định mà còn có thể có môi trường năng động thuận lợi cho sự phát triển của các bước hóa học của sự sống.

Từ quy mô thiên hà, số lượng hành tinh trôi nổi tự do có thể không ít hơn các ngôi sao. Nếu có các hệ thống vệ tinh xung quanh chúng, điều đó có nghĩa là tổng số thế giới có khả năng sinh sống được có thể vượt xa các ước tính theo khuôn khổ "vùng có thể ở được của các vì sao" truyền thống. Nghiên cứu chỉ ra rằng, được duy trì nhờ cơ chế kép của khí quyển hydro và nhiệt thủy triều, những vệ tinh này có thể duy trì môi trường tương đối ổn định hàng tỷ năm trong không gian giữa các vì sao mà không hề có ánh sáng sao, cung cấp đủ thời gian cho sự xuất hiện, phát triển và thậm chí là tiến hóa liên tục của sự sống. Khám phá này không chỉ mở rộng đáng kể ranh giới trong trí tưởng tượng của con người về môi trường sống có thể có cho sự sống mà còn nhắc nhở chúng ta rằng các hệ thống sự sống bền bỉ và lâu dài cũng có thể ẩn giấu trong những góc tối nhất của thiên hà.

Nghiên cứu có tiêu đề "Khả năng tồn tại của các ngoại hành tinh bị thống trị bởi H2 được làm nóng bằng thủy triều xung quanh các hành tinh nổi tự do", được công bố trên Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia vào ngày 24 tháng 2 năm 2026.