Phát hiện dấu hiệu sự sống trên hành tinh thuộc chòm sao Sư Tử

[Romano]

Các nhà khoa học vừa công bố một phát hiện được đánh giá là một trong những dấu hiệu hứa hẹn nhất cho đến nay liên quan đến sự sống ngoài Trái đất.

Theo CNN, nhờ sử dụng kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), nhóm nghiên cứu đã phát hiện dấu vết của các phân tử có thể là sản phẩm từ hoạt động sinh học trong bầu khí quyển của một hành tinh ngoài hệ Mặt trời có tên là K2-18b. Tuy nhiên, giới chuyên gia vẫn thận trọng, cho rằng cần thêm nhiều dữ liệu để xác nhận giả thuyết này.

Dấu hiệu hóa học bất ngờ từ bầu khí quyển K2-18b

Nằm cách Trái đất 124 năm ánh sáng, K2-18b thuộc chòm sao Sư Tử và quay quanh một ngôi sao lùn đỏ có tên K2-18. Hành tinh này được cho là nằm trong vùng có thể sinh sống - khu vực mà khoảng cách tới sao chủ đủ gần để nước có thể tồn tại ở dạng lỏng.

Dựa trên dữ liệu từ JWST, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Nikku Madhusudhan (Đại học Cambridge, Anh) dẫn đầu đã phát hiện dấu vết của dimethyl sulfide (DMS) và có thể cả dimethyl disulfide (DMDS) trong bầu khí quyển K2-18b. Trên Trái đất, hai phân tử này chỉ được biết đến là sản phẩm phụ của sự sống, chủ yếu do vi sinh vật biển, đặc biệt là thực vật phù du, tạo ra.

Phát hiện này được công bố trên tạp chí khoa học uy tín The Astrophysical Journal Letters vào ngày 12.4, mở ra một hướng tiếp cận mới trong việc truy tìm dấu hiệu sinh học trên các hành tinh ngoài hệ Mặt trời.

Theo lý thuyết do chính nhóm Madhusudhan đề xuất vào năm 2021, K2-18b có thể là một "thế giới Hycean" - loại hành tinh có kích thước lớn hơn Trái đất, bề mặt bao phủ hoàn toàn bởi đại dương nước lỏng và bầu khí quyển giàu hydro. Đây là điều kiện tiềm năng để sự sống phát triển theo cách khác với Trái đất.

Dữ liệu quan sát cho thấy hành tinh này lớn hơn Trái đất 2,6 lần và nặng hơn 8,6 lần. Với môi trường giàu hydro, các dấu hiệu hóa học như DMS càng dễ dàng được phát hiện từ khoảng cách xa thông qua phổ học, phương pháp phân tích ánh sáng để xác định thành phần khí quyển.

“Những mô hình trước đó từng dự đoán rằng các hợp chất chứa lưu huỳnh như DMS có thể tồn tại với nồng độ cao trên các thế giới Hycean. Việc phát hiện ra tín hiệu này là bước tiến quan trọng trong hành trình tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh”, Giáo sư Madhusudhan chia sẻ.

Quan sát độc lập và thiết bị hiện đại

Điểm đặc biệt của lần phát hiện này là nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị hồng ngoại giữa (MIRI) của JWST - khác với các thiết bị mà họ đã sử dụng trong các lần quan sát trước đó. Điều này giúp đảm bảo tính độc lập và độ tin cậy của dữ liệu.

“Tín hiệu mà chúng tôi thu được rõ ràng và mạnh mẽ, không chồng lắp với bất kỳ quan sát nào trước đó. Tuy nhiên, cần có thêm dữ liệu để xác nhận chính xác bản chất của nó”, Madhusudhan cho biết.

Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tiến hành thêm các quan sát kéo dài từ 16 đến 24 giờ để củng cố bằng chứng hiện có. Những dữ liệu này cũng sẽ sớm được công bố công khai nhằm tạo điều kiện cho các nhóm nghiên cứu độc lập kiểm chứng và phân tích.

Dù phát hiện được đánh giá là đầy hứa hẹn, nhiều chuyên gia cho rằng chưa thể khẳng định đây là bằng chứng của sự sống. Giáo sư Sara Seager, nhà vật lý thiên văn tại Viện Công nghệ Massachusetts Mỹ (MIT), nhấn mạnh rằng có nhiều giả thuyết khác nhau về bản chất của K2-18b.

“Một số người cho rằng đây là thế giới Hycean, một số khác nghĩ rằng đó là hành tinh có đại dương magma - nơi không thể duy trì sự sống. Lại có những người xếp nó vào nhóm sao Hải Vương thu nhỏ. Chúng ta cần thêm dữ liệu để hiểu rõ hơn về chính hành tinh này trước khi đi đến kết luận về sự sống”, Seager cho biết.

Bà Seager cũng cảnh báo về khả năng diễn giải quá mức, điều mà các nhà thiên văn học từng đối mặt trong nhiều thập niên qua. Từ năm 1930, nhà khoa học James Jeans đã đưa ra khái niệm về khí quyển "không thuộc về", tức các phân tử chỉ có thể tồn tại nếu được liên tục bổ sung, có thể là bởi sinh vật sống.

Theo Seager, tinh thần khoa học đòi hỏi sự kiên nhẫn và thận trọng. “Sự nhiệt tình đang vượt trước bằng chứng”, bà nhấn mạnh.

Dấu hiệu đầy hứa hẹn

Trong những lần quan sát trước đó, nhóm Madhusudhan từng phát hiện tín hiệu mờ nhạt có thể gợi ý sự tồn tại của DMS. Điều này đã thúc đẩy họ quay lại K2-18b với thiết bị quan sát khác trên JWST.

Cơ chế quan sát của kính Webb là theo dõi khi hành tinh đi qua phía trước ngôi sao chủ của nó (gọi là transit). Ánh sáng từ ngôi sao truyền qua bầu khí quyển hành tinh sẽ mang theo dấu vết hóa học, giúp các nhà khoa học xác định thành phần khí quyển.

Dù DMS và DMDS có các đặc điểm phổ học tương tự nên khó phân biệt rõ ràng, các quan sát bổ sung trong tương lai có thể giải quyết vấn đề này. Nhóm nghiên cứu ước tính nồng độ các phân tử trên K2-18b cao gấp hàng nghìn lần so với mức trung bình trên Trái đất - điều có thể xảy ra nếu hành tinh này có điều kiện môi trường đặc biệt thuận lợi.

Một trở ngại lớn là cần xác định rõ rằng DMS thực sự tồn tại trên K2-18b. Giáo sư Eddie Schwieterman (Đại học California, Mỹ), người từng nghiên cứu hành tinh này, nhận định rằng việc xác nhận này đòi hỏi phân tích dữ liệu từ nhiều nhóm độc lập.

Ông cũng lưu ý đến một nghịch lý: nếu DMS và DMDS tồn tại với hàm lượng lớn, lẽ ra khí etan (C2H6) cũng phải được phát hiện, do phản ứng phân tách các phân tử lưu huỳnh dưới tia cực tím từ ngôi sao chủ. “Việc không phát hiện etan khiến tôi nghi ngờ có điều gì đó chúng ta chưa hiểu hết, hoặc DMS không thực sự có mặt ở đó”, ông Schwieterman nhận xét.

Mặc dù vậy, ông cho biết vẫn rất hào hứng theo dõi những quan sát tiếp theo và đánh giá rằng ngưỡng thống kê 3 sigma mà nhóm Madhusudhan đạt được là “bước đi đúng hướng”.

Cần thêm thời gian và dữ liệu

Trong khoa học, để được coi là phát hiện chắc chắn, các kết quả cần đạt mức tin cậy 5 sigma - tương đương xác suất chỉ 0,00006% là do ngẫu nhiên. Phát hiện lần này đạt 3 sigma, tương đương 0,3% khả năng ngẫu nhiên - là đáng chú ý nhưng chưa đủ để khẳng định.

Tiến sĩ David Clements, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Hoàng gia London (Anh) cho rằng: “Mặc dù kết quả còn sơ bộ, đây là bước đi đúng trong hành trình tìm kiếm sự sống. Điều quan trọng là chúng ta có công cụ và dữ liệu tốt để làm việc này”.

Dù chưa thể đưa ra tuyên bố chính thức, các nhà khoa học tin rằng chúng ta đang tiến gần hơn đến việc phát hiện sự sống ngoài Trái đất. Madhusudhan gọi đây là “một cột mốc quan trọng”, mở ra kỷ nguyên mới trong lĩnh vực thiên văn học và sinh học vũ trụ.

“Tôi nghĩ giờ không còn là câu hỏi liệu chúng ta có thể tìm thấy sự sống hay không, mà là chúng ta có sẵn sàng nhận ra sự sống đó nếu nó không giống như những gì chúng ta biết hay không”, ông Madhusudhan kết luận.