‘Những dấu hiệu đầu tiên về một thế giới ngoài hành tinh’: Các nhà khoa học tìm thấy những dấu hiệu mạnh mẽ nhất về sự sống ngoài Trái đất

Trong một khám phá có khả năng mang tính bước ngoặt, các nhà khoa học sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb đã thu được những gì họ gọi là những dấu hiệu mạnh mẽ nhất cho đến nay về khả năng có sự sống ngoài hệ mặt trời của chúng ta, phát hiện trong bầu khí quyển của một hành tinh ngoài hành tinh dấu vân tay hóa học của các loại khí mà trên Trái đất chỉ được tạo ra bởi các quá trình sinh học.

Hai loại khí - dimethyl sulfide, hay DMS, và dimethyl disulfide, hay DMDS - liên quan đến các quan sát của Webb về hành tinh có tên K2-18 b được tạo ra trên Trái đất bởi các sinh vật sống, chủ yếu là vi sinh vật như thực vật phù du biển - tảo.

Các nhà nghiên cứu cho biết, điều này cho thấy hành tinh có thể chứa đầy sự sống của vi sinh vật. Tuy nhiên, họ nhấn mạnh rằng họ không công bố việc phát hiện ra các sinh vật sống thực tế mà là một dấu hiệu sinh học tiềm năng - một chỉ số của một quá trình sinh học - và rằng những phát hiện này nên được xem xét một cách thận trọng, cần có thêm nhiều quan sát nữa.

Tuy nhiên, họ bày tỏ sự phấn khích. Nhà vật lý thiên văn Nikku Madhusudhan thuộc Viện Thiên văn học của Đại học Cambridge, tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal Letters, cho biết: "Đây là những dấu hiệu đầu tiên về một thế giới ngoài hành tinh có khả năng có sự sống."

Madhusudhan nói: "Đây là một khoảnh khắc mang tính chuyển đổi trong cuộc tìm kiếm sự sống ngoài hệ mặt trời, nơi chúng tôi đã chứng minh rằng có thể phát hiện ra các dấu hiệu sinh học ở các hành tinh có khả năng sinh sống bằng các thiết bị hiện tại. Chúng ta đã bước vào kỷ nguyên của sinh học vũ trụ quan sát."

Madhusudhan lưu ý rằng có nhiều nỗ lực khác nhau đang được tiến hành để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trong hệ mặt trời của chúng ta, bao gồm nhiều tuyên bố về các môi trường có thể thích hợp cho sự sống ở những nơi như Sao Hỏa, Sao Kim và các mặt trăng băng giá khác nhau.

K2-18 b có khối lượng gấp 8,6 lần Trái đất và đường kính lớn hơn hành tinh của chúng ta khoảng 2,6 lần.

Nó quay quanh "vùng có thể ở được" - một khoảng cách mà nước lỏng, một thành phần quan trọng cho sự sống, có thể tồn tại trên bề mặt hành tinh - xung quanh một ngôi sao lùn đỏ nhỏ hơn và ít sáng hơn Mặt trời của chúng ta, nằm cách Trái đất khoảng 124 năm ánh sáng trong chòm sao Sư Tử. Một năm ánh sáng là khoảng cách ánh sáng đi được trong một năm, 5,9 nghìn tỷ dặm (9,5 nghìn tỷ km). Một hành tinh khác cũng đã được xác định quay quanh ngôi sao này.

Một ‘thế giới hycean’

Khoảng 5.800 hành tinh ngoài hệ mặt trời của chúng ta, được gọi là ngoại hành tinh, đã được khám phá kể từ những năm 1990s. Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của các ngoại hành tinh được gọi là thế giới hycean - được bao phủ bởi một đại dương nước lỏng có thể sinh sống được bởi các vi sinh vật và có bầu khí quyển giàu hydro.

Các quan sát trước đó của Webb, được phóng vào năm 2021 và bắt đầu hoạt động vào năm 2022, đã xác định được metan và carbon dioxide trong bầu khí quyển của K2-18 b, lần đầu tiên các phân tử dựa trên carbon được phát hiện trong bầu khí quyển của một ngoại hành tinh trong vùng có thể ở được của một ngôi sao.

Madhusudhan nói: "Kịch bản duy nhất hiện giải thích tất cả dữ liệu thu được cho đến nay từ JWST (Kính viễn vọng Không gian James Webb), bao gồm cả các quan sát trước đây và hiện tại, là một kịch bản trong đó K2-18 b là một thế giới hycean chứa đầy sự sống. Tuy nhiên, chúng ta cần cởi mở và tiếp tục khám phá các kịch bản khác."

Madhusudhan cho biết, với các thế giới hycean, nếu chúng tồn tại, "chúng ta đang nói về sự sống của vi sinh vật, có lẽ giống như những gì chúng ta thấy trong các đại dương của Trái đất." Các đại dương của chúng được giả thuyết là ấm hơn Trái đất. Khi được hỏi về các sinh vật đa bào có thể có hoặc thậm chí là sự sống thông minh, Madhusudhan nói: "Chúng tôi sẽ không thể trả lời câu hỏi này ở giai đoạn này. Giả định cơ bản là về sự sống vi sinh vật đơn giản."

DMS và DMDS, cả hai đều thuộc cùng một họ hóa học, đã được dự đoán là những dấu hiệu sinh học quan trọng của ngoại hành tinh. Webb phát hiện ra rằng một hoặc cả hai chất này có mặt trong bầu khí quyển của hành tinh với mức độ tin cậy 99,7%, nghĩa là vẫn còn 0,3% khả năng quan sát này là một sự trùng hợp ngẫu nhiên về mặt thống kê.

Các khí này được phát hiện ở nồng độ khí quyển hơn 10 phần triệu theo thể tích.

Madhusudhan nói: "Để tham khảo, nồng độ này cao hơn hàng nghìn lần so với nồng độ của chúng trong bầu khí quyển Trái đất, và không thể giải thích được nếu không có hoạt động sinh học dựa trên kiến thức hiện có."

Các nhà khoa học không tham gia vào nghiên cứu đã khuyên nên thận trọng.

Christopher Glein, nhà khoa học chính tại Phòng Khoa học Vũ trụ của Viện Nghiên cứu Tây Nam ở Texas, cho biết: "Dữ liệu phong phú từ K2-18 b khiến nó trở thành một thế giới đầy hứa hẹn. Những dữ liệu mới nhất này là một đóng góp có giá trị cho sự hiểu biết của chúng ta. Tuy nhiên, chúng ta phải rất cẩn thận để kiểm tra dữ liệu kỹ lưỡng nhất có thể. Tôi mong đợi sẽ thấy các công trình bổ sung, độc lập về phân tích dữ liệu bắt đầu ngay từ tuần tới."

Phương pháp quá cảnh (Transit method)

K2-18 b thuộc lớp hành tinh "dưới Hải Vương", với đường kính lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn Hải Vương, hành tinh khí nhỏ nhất trong hệ Mặt Trời của chúng ta.

Để xác định thành phần hóa học của bầu khí quyển một hành tinh ngoài hệ Mặt Trời, các nhà thiên văn học phân tích ánh sáng từ ngôi sao chủ của nó khi hành tinh đi ngang qua phía trước ngôi sao đó từ góc nhìn của Trái Đất, gọi là phương pháp quá cảnh. Khi hành tinh quá cảnh, Webb có thể phát hiện sự giảm độ sáng của ngôi sao, và một phần nhỏ ánh sáng sao đi qua bầu khí quyển của hành tinh trước khi được kính thiên văn phát hiện. Điều này cho phép các nhà khoa học xác định các loại khí cấu thành bầu khí quyển của hành tinh.

Các quan sát trước đây của Webb về hành tinh này đã cung cấp một gợi ý sơ bộ về DMS (dimethyl sulfide). Các quan sát mới của nó sử dụng một thiết bị khác và một dải bước sóng ánh sáng khác.

"Chén Thánh" của khoa học hành tinh ngoài hệ Mặt Trời, Madhusudhan nói, là tìm thấy bằng chứng về sự sống trên một hành tinh giống Trái Đất bên ngoài hệ Mặt Trời của chúng ta. Madhusudhan nói rằng loài người chúng ta trong hàng ngàn năm đã tự hỏi "liệu chúng ta có đơn độc" trong vũ trụ hay không, và giờ đây có thể chỉ trong vài năm nữa sẽ phát hiện ra sự sống ngoài hành tinh tiềm năng trên một thế giới Hycean.

Nhưng Madhusudhan vẫn kêu gọi thận trọng.

"Đầu tiên, chúng ta cần lặp lại các quan sát hai đến ba lần để đảm bảo tín hiệu chúng ta đang thấy là mạnh mẽ và tăng ý nghĩa phát hiện" đến mức tỷ lệ một sự trùng hợp ngẫu nhiên thống kê thấp hơn khoảng một phần triệu, Madhusudhan nói.

"Thứ hai, chúng ta cần nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm hơn để chắc chắn liệu có hay không một cơ chế phi sinh học (cơ chế không liên quan đến các quá trình sinh học) khác để tạo ra DMS hoặc DMDS trong bầu khí quyển của một hành tinh như K2-18 b. Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã gợi ý chúng (là) dấu hiệu sinh học mạnh mẽ ngay cả đối với K2-18 b, chúng ta cần giữ thái độ cởi mở và theo đuổi các khả năng khác," Madhusudhan nói.

Vì vậy, những phát hiện này thể hiện "một dấu hỏi lớn" về việc liệu các quan sát có phải là do sự sống hay không, và "không ai có lợi khi tuyên bố quá sớm rằng chúng ta đã phát hiện ra sự sống," Madhusudhan nói.

Bản tiếng Việt của The Canada Life