Thật không may, các báo cáo gần đây về Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) phát hiện các dấu hiệu của sự sống trên một ngoại hành tinh xa xôi là hơi sớm. Đây là kết luận nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học đến từ Đại học California Riverside (UCR).
Mặc dù nó có thể sẽ làm thất vọng tất cả những ai mong muốn xác nhận sự tồn tại của sự sống ngoài Trái đất, nhưng điều này không có nghĩa là Kính viễn vọng Không gian James Webb sẽ không tìm thấy dấu vết của sự sống trong bầu khí quyển của một hành tinh ngoài hệ mặt trời, hay “ngoại hành tinh” trong tương lai.
Sự phấn khích gần đây về khả năng phát hiện các dấu hiệu của sự sống ngoại hành tinh bắt đầu vào năm 2023 khi Kính viễn vọng Không gian James Webb phát hiện các yếu tố “chữ ký sinh học” tiềm năng trong bầu khí quyển của ngoại hành tinh K2-18 b, một siêu hành tinh nằm cách Trái đất khoảng 120 năm ánh sáng .
Mặc dù nhiều ngoại hành tinh có bản chất cực kỳ khắc nghiệt, hung bạo hoặc ít nhất là “kỳ lạ” – cho dù chúng chịu bức xạ mạnh từ các ngôi sao, thiếu bề mặt rắn hay có dấu vết băng giá ở rìa hệ thống – K2-18 b vẫn là một phim kinh dị khó hiểu . Mục đích là tìm kiếm sự sống vì nó có phần giống với hành tinh của chúng ta.
Có liên quan: Kính viễn vọng Không gian James Webb dự đoán những đám mây đá tan chảy trên ngoại hành tinh cực kỳ nóng này
Một thế giới đại dương giống Trái Đất
K2-18 b có chiều rộng gấp hai đến ba lần Trái đất và có khối lượng gấp 8,6 lần hành tinh của chúng ta. Nó cũng nằm trong vùng có thể ở được của ngôi sao, một vùng không quá nóng cũng không quá lạnh để hỗ trợ sự hiện diện của nước ở dạng lỏng. Do đó, ngoại hành tinh được coi là một đại dương, hay thế giới “Hesian”, chứa đầy nước lỏng – một thành phần quan trọng cho sự sống như chúng ta biết. Không giống như Trái đất, bầu khí quyển của ngoại hành tinh này dường như bao gồm chủ yếu là hydro chứ không phải nitơ.
Nhóm nghiên cứu cho biết: “Hành tinh này nhận được lượng bức xạ mặt trời tương đương với Trái đất. Nếu loại bỏ bầu khí quyển, nhiệt độ của K2-18 b gần bằng nhiệt độ Trái đất, đây cũng là điều kiện lý tưởng để tìm kiếm sự sống”. thành viên và nhà khoa học dự án UCR Shang -Min Tsai trong một tuyên bố.
Kết quả chính từ cuộc điều tra K2-18 b năm 2023, do các nhà khoa học Đại học Cambridge thực hiện bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb, là phát hiện ra carbon dioxide và metan. Những phân tử này được phát hiện không có dấu vết của amoniac, cho thấy thế giới này thực sự phải là một thế giới sống với đại dương rộng lớn dưới bầu khí quyển giàu hydro. Nhưng cũng có dấu hiệu của một điều gì đó khác, một điều gì đó rất thú vị.
“Điều đáng chú ý về mặt tìm kiếm sự sống là năm ngoái các nhà nghiên cứu này đã báo cáo việc phát hiện sơ bộ dimethyl sulfide, hay DMS, trong bầu khí quyển của hành tinh này, được tạo ra bởi thực vật phù du đại dương trên Trái đất.” Thái nói. Điều này có nghĩa là nếu DMS đang tích lũy đến mức có thể phát hiện được thì phải có thứ gì đó trên K2-18 b, có lẽ là một dạng sống, tạo ra nó với tốc độ gấp 20 lần trên Trái đất.
Có lớp phủ trên chiếc bánh siêu Trái đất, nhưng chúng ta có thể ăn nó không?
Vì phát hiện DMS không có kết quả thuyết phục nên người đứng đầu nhóm điều tra, nhà khoa học Niku Madhusudan của Đại học Cambridge, đã kêu gọi thận trọng đối với phát hiện DMS. Ông cho biết các quan sát JWST trong tương lai sẽ cần thiết để xác nhận sự hiện diện của nó trong bầu khí quyển của K2-18 b, nhưng không phải ai cũng hiểu được bản ghi nhớ.
Tuy nhiên, bản chất không thuyết phục của khám phá DMS cũng đã thúc đẩy nhóm UCR theo đuổi khám phá này.
“Tín hiệu DMS từ Kính viễn vọng Không gian James Webb không mạnh lắm và chỉ xuất hiện theo những cách nhất định khi phân tích dữ liệu”, Cai nói. “Chúng tôi muốn biết liệu chúng tôi có thể xác nhận những gì trông giống như gợi ý về DMS hay không.”
Điều mà nhóm thứ hai này phát hiện ra khi sử dụng các mô hình máy tính giải thích bầu khí quyển dựa trên hydro và trong vật lý và hóa học của DMS là dữ liệu ban đầu khó có thể chỉ ra sự phát hiện ra DMS. Cai cho biết: “Tín hiệu trùng lặp mạnh mẽ với khí mê-tan và chúng tôi tin rằng việc tách DMS khỏi khí mê-tan nằm ngoài khả năng của công cụ này”.
Điều này có nghĩa là Kính viễn vọng Không gian James Webb sẽ cần quan sát thế giới bằng cách sử dụng các thiết bị khác ngoài NIRSS (Máy ảnh cận hồng ngoại và Máy quang phổ cận hồng ngoại) và NIRSpec (Máy quang phổ cận hồng ngoại) được sử dụng để tiến hành cuộc điều tra ban đầu phát hiện các dấu hiệu của DMS. May mắn thay, nhóm của Madhusudan tiếp tục theo dõi K2–18 b bằng thiết bị cốt lõi khác của JWST, MIRI (Thiết bị hồng ngoại tầm trung), khi các nhà nghiên cứu thu thập thêm thông tin về điều kiện môi trường trên ngoại hành tinh.
Eddie Schwieterman, trưởng nhóm và nhà sinh vật học vũ trụ tại USC cho biết: “Các dấu hiệu sinh học tốt nhất trên một ngoại hành tinh có thể khác biệt đáng kể so với những dấu hiệu chúng ta tìm thấy nhiều hơn trên Trái đất ngày nay”. “Trên một hành tinh có bầu khí quyển giàu hydro, chúng ta có nhiều khả năng tìm thấy DMS tạo ra sự sống hơn là oxy do thực vật và vi khuẩn tạo ra như trường hợp trên Trái đất.”
Liệu sự thất vọng nhỏ này có phải là một trở ngại cho các nhà khoa học đang tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trong vũ trụ? Đó không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên, cũng không làm lu mờ tầm quan trọng của việc điều tra sơ bộ như một bước tiến trong sự hiểu biết của chúng ta về thế giới Hessian, một trong những mục tiêu hứa hẹn nhất của nghiên cứu này.
“Tại sao chúng ta tiếp tục khám phá vũ trụ để tìm dấu hiệu của sự sống?” Cai hùng hồn hỏi. “Hãy tưởng tượng bạn đang cắm trại ở Joshua Tree vào ban đêm và bạn nghe thấy điều gì đó. Bản năng của bạn là chiếu đèn để xem ở đó có gì. Theo một cách nào đó, đó cũng là điều chúng tôi làm.”
Nghiên cứu mới thảo luận về những phát hiện này đã được công bố vào ngày 2 tháng 5 Thư tạp chí vật lý thiên văn.