Phát hiện 'thức ăn' của sinh vật ngoài hành tinh: Manh mối cho cuộc tìm kiếm sự sống trong vũ trụ

[june04]

Nghiên cứu mới cho thấy bức xạ vũ trụ có thể cung cấp năng lượng duy trì sự sống vi sinh trên sao Hỏa, Europa và Enceladus, mở rộng đáng kể khả năng tồn tại sinh vật ngoài Trái Đất.


Một số nhà khoa học tin rằng sự sống có thể đang ẩn náu ngay trong chính Hệ Mặt Trời của chúng ta. Nhưng điều đó có thể xảy ra như thế nào khi không có hành tinh hay mặt trăng nào sở hữu những điều kiện “lý tưởng” giống Trái Đất – hành tinh xanh với trục quay ổn định, bầu khí quyển hoàn hảo và đặc biệt là từ trường mạnh mẽ giúp che chắn khỏi bức xạ Mặt Trời?



Tuy nhiên, các nghiên cứu mới cho thấy những điều kiện mà con người coi là khắc nghiệt, thậm chí “không thể sống nổi”, lại có thể chính là nguồn năng lượng nuôi dưỡng sự sống ngoài Trái Đất. Điều này đồng nghĩa phạm vi tìm kiếm sinh vật ngoài hành tinh đã được mở rộng đáng kể – và các nhà khoa học thậm chí có thể đã đạt được những kết quả ban đầu.

Một nghiên cứu công bố trên Tạp chí Sinh học Vũ trụ Quốc tế (International Journal of Astrobiology) vào tháng 7 vừa qua cho rằng các chùm hạt năng lượng cao gọi là tia vũ trụ thiên hà, vốn di chuyển khắp không gian, có thể duy trì sự sống trên các thế giới ngoài Trái Đất. Những tia này phát ra bức xạ đủ để kích hoạt các phản ứng hóa học – quá trình được gọi là phân ly bức xạ – khiến các phân tử bị phá vỡ và giải phóng những sản phẩm phụ có thể đóng vai trò như “nhiên liệu” cho sinh vật sống.

Nhóm nghiên cứu tập trung vào ba thiên thể: Sao Hỏa, cùng 2 mặt trăng của sao Mộc và sao Thổ là Europa và Enceladus. Để ước tính số lượng tế bào lý thuyết mà tia vũ trụ có thể duy trì, nhóm đã mô phỏng quá trình các tia này phân rã phân tử nước ở những độ sâu khác nhau trên từng thiên thể. Trong phân tích, họ đặc biệt nghiên cứu sự tạo thành electron – thành phần then chốt trong quá trình sản xuất năng lượng của mọi dạng sự sống.

Các mô phỏng được xây dựng dựa trên hiểu biết hiện nay về các sinh vật ưa cực trị trên Trái Đất – những sinh vật có thể sống sót trong điều kiện cực kỳ khắc nghiệt. Chẳng hạn, vi khuẩn Candidatus Desulforudis audaxviator có thể lấy năng lượng bằng cách “ăn” bức xạ từ sự phân rã phóng xạ của uranium. Trên Trái Đất, nhiều sinh vật chịu bức xạ thường ẩn mình dưới lòng đất để tránh mức bức xạ cao – tương tự cách con người trú ẩn trong hầm chống phóng xạ – vì vậy các nhà nghiên cứu đã tập trung khảo sát điều kiện dưới bề mặt.

Kết quả cho thấy Enceladus là thiên thể có triển vọng lớn nhất trong việc duy trì sự sống. Nhóm nghiên cứu ước tính rằng mặt trăng này có thể hỗ trợ tới 42.900 tế bào trên mỗi centimet khối ở độ sâu khoảng 60 cm. Sao Hỏa có thể hỗ trợ 11.600 tế bào ở độ sâu hơn nửa mét, trong khi Europa có thể duy trì khoảng 4.200 tế bào ở độ sâu 1 mét.

Dạng sự sống giả định trên các thế giới này sẽ không phải là những sinh vật xanh biết đi, biết nói hay các hệ sinh thái phát triển mạnh mẽ. Thay vào đó, đó nhiều khả năng chúng chỉ là những dạng sự sống sơ khai như vi sinh vật, bởi năng lượng chỉ đủ để duy trì các sinh vật cơ bản.

Tuy nhiên, sự sống luôn phải bắt đầu từ đâu đó. Hơn nữa, khả năng bức xạ nuôi dưỡng sự sống ngoài Trái Đất là điều đặc biệt thú vị đối với giới khoa học, bởi nó “mở rộng phạm vi tìm kiếm, mở rộng những nơi có thể tồn tại sự sống”, bà Dimitra Atri, tiến sĩ và đồng tác giả nghiên cứu, nói với tờ Science News.

Những thế giới từng bị coi là không thể sinh sống – vì nằm ngoài vùng có thể ở được quanh sao chủ, hoặc thậm chí không quay quanh ngôi sao nào – giờ đây có thể trở thành mục tiêu tìm kiếm sự sống. Và các nhà khoa học có thể đã nhìn thấy những “trái ngọt” đầu tiên.

Một nghiên cứu khác công bố trên tạp chí Nature Astronomy vào tháng 10 cho biết đã phát hiện các hợp chất hữu cơ trong mẫu băng lấy từ bề mặt đóng băng của Enceladus, làm dấy lên hy vọng rằng đại dương bên dưới lớp băng của mặt trăng này có thể chứa sự sống.

Trong một lần bay sượt qua Enceladus vào năm 2008, mặt trăng này đã phun ra các mảnh băng từ bề mặt, và tàu thăm dò không người lái Cassini đã thu thập chúng để phân tích. Kết quả cho thấy Enceladus phát thải nhiều hợp chất chứa carbon hơn so với các ước tính trước đây. Điều đó không khẳng định sự sống chắc chắn tồn tại ở đó, nhưng các “nguyên liệu” để sự sống hình thành thì rõ ràng đang hiện diện.

“Tôi thực sự thích Enceladus, bởi nó hội tụ tất cả các điều kiện cần thiết, cùng tồn tại tại một thời điểm, để sự sống có thể tiến hóa và phát triển”, bà Caroline Freissinet, tiến sĩ, nhà sinh vật học thiên văn thuộc Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp, chia sẻ với tờ The Guardian.

Tuy vậy, nhiều nhà sinh vật học thiên văn hào hứng với các phát hiện mới ở Enceladus lại cho rằng các miệng phun thủy nhiệt dưới đại dương, chứ không phải bức xạ như trong giả thuyết của bà Atri, mới là nguồn năng lượng chính cho sự sống trên mặt trăng này. Dù vậy, việc phát hiện tế bào sống ở nơi khác trong Hệ Mặt Trời sẽ mang ý nghĩa mang tính cách mạng: sự sống không phải là hiện tượng ngẫu nhiên chỉ xảy ra một lần – mà rất có thể tồn tại khắp vũ trụ.