Hình minh họa một hành tinh có đại dương, khí quyển giàu hydro đang quay quanh một ngôi sao lùn đỏ – Hình: A. Smith, N. Madhusudhan/University of Cambridge.
Một hành tinh khổng lồ cách Trái Đất 124 năm ánh sáng vừa hé lộ bằng chứng mạnh mẽ nhất từ trước đến nay về sự tồn tại của sự sống ngoài Hệ Mặt Trời.
Dựa trên kết quả quan sát của kính viễn vọng không gian James Webb, các nhà khoa học đã phát hiện ra dấu vết của sự sống trên hành tinh K2-18 b . Cụ thể, những tín hiệu này là dấu vết hóa học của hai hợp chất vốn chỉ sản sinh ra từ hoạt động sinh học.
Việc phát hiện ra dimethyl sulfide (DMS) và dimethyl disulfide (DMDS) chưa thể xem là bằng chứng chắc chắn về sự sống ngoài hành tinh, nhưng nó có thể đưa nhân loại tiến gần hơn bao giờ hết tới câu trả lời cho câu hỏi: Liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ?
“ Đây là bằng chứng mạnh mẽ nhất cho đến hiện tại về khả năng có hoạt động sinh học ngoài Hệ Mặt Trời ”, Giáo sư Nikku Madhusudhan, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Cambridge, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu, cho biết. “ Chúng tôi rất thận trọng. Chúng tôi phải tự đặt câu hỏi cả về việc liệu tín hiệu đó có thật hay không, và nếu có thì nó thực sự mang ý nghĩa gì ”.
Ông cũng chia sẻ thêm: “ Nhiều thập kỷ sau, chúng ta có thể nhìn lại thời điểm này và nhận ra rằng đây là lúc vũ trụ sống động đã thực sự nằm ngay trong tầm tay. Đây có thể là bước ngoặt, nơi mà câu hỏi cơ bản – liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ? – có câu trả lời ”.
Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu mới – Hình: NASA.
Tuy nhiên, một số nhà khoa học vẫn giữ thái độ hoài nghi, khi cho rằng vẫn còn nhiều nghi vấn về khả năng hỗ trợ sự sống của K2-18 b , và liệu DMS hay DMDS – thường được tạo ra bởi sinh vật phù du biển trên Trái Đất – có thực sự là “dấu hiệu sinh học” đáng tin cậy hay không.
Hành tinh K2-18 b , nằm trong chòm sao Sư Tử (Leo), có khối lượng gần gấp 9 lần Trái Đất và đường kính lớn hơn 2,6 lần. Nó quay quanh một ngôi sao lùn đỏ mát hơn và nhỏ hơn Mặt Trời, và đặc biệt là nó nằm trong “vùng có khả năng duy trì sự sống” quanh một ngôi sao, tức là khu vực mà nước có thể tồn tại ở dạng lỏng.
Khi kính Hubble phát hiện tín hiệu có thể là hơi nước trong khí quyển của K2-18 b vào năm 2019, các nhà khoa học từng tuyên bố rằng đây là “thế giới có khả năng sống được nhất” từng được biết đến bên ngoài hệ Mặt Trời.
Tuy nhiên, trong các quan sát sau đó vào năm 2023 do chính nhóm của Madhusudhan thực hiện, tín hiệu được cho là nước đã được xác định lại là methane (CH₄). Tuy vậy, nhóm nghiên cứu vẫn lập luận rằng đặc điểm của K2-18 b phù hợp với một hành tinh có khả năng sống được, có thể được bao phủ bởi một đại dương sâu và rộng; tuy nhiên, khẳng định này vẫn còn gây tranh cãi.
Đáng chú ý hơn, nhóm nghiên cứu tại Cambridge còn báo cáo về một tín hiệu mờ nhạt nhưng đầy hứa hẹn, cho thấy sự hiện diện của DMS trên K2-18 b .
Hình minh họa hành tinh K2-18 b – Hình: ESA/Hubble.
Các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời ở quá xa để có thể chụp ảnh trực tiếp hoặc tiếp cận bằng tàu du hành. Tuy nhiên, các nhà khoa học có thể ước lượng kích thước, mật độ vật chất và nhiệt độ của chúng, cũng như phân tích thành phần hóa học khí quyển của hành tinh khi chúng di chuyển ra phía trước ngôn sao trung tâm hệ.
Bằng cách đo lường ánh sáng sao đã được lọc qua bầu khí quyển của hành tinh, các nhà khoa học nhận thấy các bước sóng bị hấp thụ bởi DMS và DMDS đã đột ngột giảm khi K2-18 b bay qua trước ngôi sao lùn đỏ. Tức là khí quyển của K2-18 b có dấu hiệu của hai vật chất nói trên.
“ Tín hiệu hiện ra rõ ràng và mạnh mẽ ”, giáo sư Madhusudhan cho biết. “ Nếu chúng ta có thể phát hiện những phân tử này trên các hành tinh có khả năng sống được, thì đây là lần đầu tiên loài người làm được điều đó… thật khó tin khi biết điều này khả thi ”.
Được công bố trên The Astrophysical Journal Letters, các phát hiện mới cho thấy nồng độ của DMS, DMDS, hoặc cả hai (bởi lẽ dấu hiệu của chúng lẫn với nhau) có thể cao gấp hàng nghìn lần mức được tìm thấy trên Trái Đất. Kết quả này đạt độ tin cậy thống kê ở mức “three-sigma” – tức xác suất để chúng xảy ra ngẫu nhiên là 0,3%.
Tuy vậy, mức này vẫn chưa đạt chuẩn “vàng” của ngành vật lý cho một phát hiện đột phá.
Dải phổ mới từ kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) có máy đo phổ hồng ngoại cỡ trung (biểu đồ màu vàng với các thanh sai số) phù hợp với các mô hình về dấu vết hóa học của dimethyl sulfide (DMS) và dimethyl disulfide (DMDS) (dòng màu xanh) ở mức độ tin cậy 3-sigma. Nhưng chúng chưa đạt tới mức độ tin cậy 5-sigma, tiêu chuẩn vàng về mặt thống kê trong khoa học – Hình: A. Smith, N. Madhusudhan/Đại học Cambridge.
“ Có thể có những quá trình mà chúng ta chưa biết đến đang tạo ra các phân tử này ”, giáo sư Madhusudhan nói thêm. “ Nhưng tôi không nghĩ rằng hiện có bất kỳ cơ chế phi sinh học nào có thể giải thích điều này ”.
Giới khoa học vẫn chưa loại trừ hết các khả năng, bởi lẽ điều kiện khí quyển chưa biết của K2-18 b vẫn có thể sản sinh ra DMS và DMDS bằng cách nào đó. Trong khi nhóm nghiên cứu tại Cambridge nghiêng về giả thuyết hành tinh này có đại dương, những nhà khoa học khác cho rằng dữ liệu mà kính Webb thu được khớp với một hành tinh khí, hoặc một hành tinh bị bao phủ bởi dung nham.
Các nhà nghiên cứu còn đặt ra những câu hỏi khác nữa: liệu có phải sao chổi đã mang DMS xuống K2-18 b hay không? Ngoài ra, cũng có giả thuyết cho rằng rằng DMS có thể được tạo ra trong các miệng phun thủy nhiệt, núi lửa hoặc bão sét thông qua các phản ứng hóa học lạ thường.
“ Sự sống tồn tại cũng là một trong những khả năng – nhưng cũng chỉ là một trong số nhiều giả thuyết ”, Tiến sĩ Nora Hänni, nhà hóa học tại Viện Vật lý, Đại học Berne, người từng phát hiện DMS tồn tại trên một sao chổi băng giá không có sự sống, chia sẻ. “ Chúng ta cần loại trừ hoàn toàn tất cả các khả năng khác trước khi có thể tuyên bố sự tồn tại của sự sống ”.
Một số nhà khoa học khác thì cho rằng việc đo lường khí quyển của hành tinh là chưa đủ để cung cấp bằng chứng rõ ràng về sự sống. “ Điều mà giới khoa học chưa đánh giá đúng mức là technosignature – như một tín hiệu bị chặn lại từ một nền văn minh tiên tiến – có thể sẽ là bằng chứng rõ ràng hơn nhiều, dù xác suất phát hiện được chúng cực kỳ thấp ”, Tiến sĩ Caroline Morley, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Texas, Austin, nhận định.
Tuy nhiên, bà cũng nói rằng phát hiện lần này vẫn là một bước tiến quan trọng.
Cấu trúc hóa học của dimethyl sulfide (DMS, bên trái) và dimethyl disulfide (DMDS, bên phải) – Hình: J. S. dos Santos/Fábris Kossoski/Márcio T. do N. Varella.
Tiến sĩ Jo Barstow, chuyên gia khoa học hành tinh tại Đại học Mở, cũng đánh giá cao việc phát hiện DMS. Tuy nhiên, bà vẫn giữ thái độ thận trọng: “ Tôi luôn giữ mức hoài nghi cao nhất với bất kỳ tuyên bố nào liên quan đến sự sống, không phải vì tôi nghĩ rằng sự sống ngoài Trái Đất không tồn tại, mà bởi vì một phát hiện mang tính cách mạng như vậy đòi hỏi một mức bằng chứng cực kỳ chắc chắn. Tôi không nghĩ rằng nghiên cứu lần này đã vượt qua được ngưỡng đó ”.
Với khoảng cách 120 năm ánh sáng, việc xác minh bằng các quan sát trực tiếp là điều không thể, ít nhất là trong tương lai gần. Tuy nhiên, giáo sư Madhusudhan lưu ý rằng điều này cũng không từng là trở ngại khi con người phát hiện ra lỗ đen hay các hiện tượng vũ trụ khác.
“ Chúng tôi đang cố xác định xem liệu các quy luật sinh học có mang tính phổ quát trong vũ trụ hay không. Tôi không nghĩ chúng ta cần phải ‘bơi trong nước để bắt cá ’”, giáo sư nhận định, cho rằng nếu chứng minh được cơ chế sản sinh DMS và DMDS là tương tự tại bất cứ hành tinh, hệ sao hay ngóc ngách nào của vũ trụ, thì tín hiệu trên K2-18 b ắt là tín hiệu của sự sống, bất kể ta có lên đó kiểm chứng được hay không.
Nguồn tin: https://genk.vn/kinh-vien-vong-james-webb-vua-tim-ra-bang-chung-thuyet-phuc-nhat-ve-su-song-ngoai-he-mat-troi-20250418072644442.chn
