Liệu hành tinh K2-18b có chứa sự sống ngoài hành tinh hay không? Đây là lý do tại sao cuộc tranh luận vẫn tiếp tục

theanh

Administrator
Nhân viên
Vào năm 2023, cuộc tranh luận nổ ra trong cộng đồng thiên văn học về việc liệu sự sống có thể tồn tại trên một ngoại hành tinh có tên là K2-18b hay không. Mọi chuyện bắt đầu khi một nhóm các nhà khoa học công bố một bài báo cho rằng một loại hóa chất cụ thể, dimethyl sulfide, hay DMS, có thể tồn tại trong bầu khí quyển của hành tinh này. Vào thời điểm đó, vẫn chưa có sự đồng thuận nào được đưa ra và cuộc thảo luận chắc chắn vẫn tiếp tục cho đến hiện tại. Nhiều nhà thiên văn học tự hỏi liệu chữ ký DMS từ K2-18b có thực sự đáng tin cậy hay không, và thậm chí còn đặt câu hỏi liệu DMS có phải là một đại diện đáng tin cậy cho sự hiện diện của sự sống ngay từ đầu hay không.

Nếu không, có lẽ cuộc thảo luận về khả năng sinh sống của K2-18b ít nhiều là vô nghĩa.

Bây giờ, nghiên cứu mới đặt ra những câu hỏi lớn về nghiên cứu K2-18b ban đầu — và trên thực tế, câu trả lời có thể có ý nghĩa đáng kể đối với hành trình tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất nói chung. Các nhà khoa học cho rằng họ đã tìm thấy bằng chứng về DMS trên một sao chổi, nghĩa là sự sống có thể không cần thiết cho sự hình thành của nó, điều này làm dấy lên nghi ngờ về việc sử dụng hóa chất này như một dấu hiệu của sự sống.

Trong một thế giới lý tưởng, các nhà nghiên cứu có thể tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh bằng cách gửi tàu vũ trụ hoặc phi hành gia đến bề mặt của những thế giới này để tìm kiếm các phân tử chỉ được tạo ra bởi sự sống, Edward Schwieterman, một nhà sinh vật học vũ trụ tại Đại học California ở Riverside, người không liên quan đến những phát hiện ban đầu về DMS, giải thích. Các nhà nghiên cứu có thể triển khai một đầu dò để tìm kiếm những thứ như RNA, DNA và các phân tử sinh học khác mà chúng ta biết là có liên quan đến sự sống (tất nhiên là như chúng ta biết) và có thể sử dụng những phát hiện của họ làm bằng chứng về hoạt động ngoài Trái đất.

Tuy nhiên, có một vài thách thức lớn cản trở chiến lược này. Thứ nhất, việc gửi tàu vũ trụ đến các hành tinh khác trong hệ mặt trời rất tốn thời gian và tốn kém — chưa nói đến việc đi xa hơn.

Nếu không thu thập mẫu từ bề mặt hành tinh, chúng ta vẫn chưa có công nghệ để dễ dàng xác định các phân tử sinh học cụ thể. Schwieterman nói với Space.com rằng: "Các phân tử như DNA không thể tích tụ trong bầu khí quyển của một ngoại hành tinh theo cách mà kính viễn vọng trên không gian hoặc trên mặt đất có thể xác định được".

Do đó, các nhà khoa học phải tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống ngoài Trái đất bằng cách sử dụng những gì kính viễn vọng thực sự có thể nhìn thấy — quang phổ ánh sáng. Các nhà thiên văn học có thể thu thập thông tin về bước sóng ánh sáng đi qua và bị chặn bởi bầu khí quyển của một hành tinh và dựa trên các đặc tính khác nhau của các bước sóng này, đưa ra những phỏng đoán có căn cứ về thành phần của chính bầu khí quyển. Dữ liệu này "thường có thể có nhiều cách giải thích khác nhau, vì vậy điều này thực sự, thực sự khó khăn", Joanna Barstow, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Mở, nói với Space.com.


4k36tjcR7jdPBvFW5MGLCG-1200-80.jpg


Liệu các nhà nghiên cứu có thực sự phát hiện ra DMS không?​

Một loại hóa chất được tìm thấy trong bầu khí quyển xung quanh một ngoại hành tinh khiến các nhà nghiên cứu tin rằng hành tinh này có thể sự sống ở bến cảng được gọi là dấu hiệu sinh học. Trên Trái Đất, DMS chủ yếu được tạo ra bởi vi khuẩn và thực vật phù du trong đại dương, vì vậy nhiều nhà sinh vật học vũ trụ coi đó là dấu hiệu sinh học.

Đó là lý do tại sao Nikku Madhusudhan, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Cambridge và là tác giả chính của bài báo thúc đẩy cuộc tranh luận về K2-18b, lại ngạc nhiên khi nhóm của ông phát hiện ra dấu hiệu của DMS trong bầu khí quyển của hành tinh này.

K2-18b quay quanh một ngôi sao cách Trái Đất hơn 700 nghìn tỷ dặm và được coi là có khả năng sinh sống vì lượng ánh sáng sao mà nó nhận được; cũng có đoán về hơi nước tồn tại trong khí quyển của nó. Hơn nữa, Madhusudhan và một số nhà thiên văn học khác nghi ngờ ngoại hành tinh này có nhiệt độ ôn hòa và một đại dương lỏng, cả hai yếu tố quan trọng đối với sự sống mà chúng ta quen thuộc trên Trái đất.

Do đó, phát hiện về DMS của nhóm Madhusudhan dường như chỉ củng cố thêm trường hợp có sự sống trên K2-18b. "Đó là bằng chứng yếu", ông nói với Space.com, nhưng "nếu thực sự chứng minh được DMS có thật thì đó là vấn đề lớn".

Nhưng một số nhà khoa học không chấp nhận rằng những gì Madhusudhan tìm thấy xung quanh K2-18b thực sự là DMS.

"Tôi không tin rằng chúng ta vẫn chưa có bằng chứng thuyết phục về sự hiện diện của DMS trong bầu khí quyển của K2-18b", Schwieterman cho biết, ông cho rằng sự nghi ngờ của mình là do độ tin cậy thống kê khá thấp của ấn phẩm mới.

Khi các nhà nghiên cứu khác tuyên bố đã phát hiện ra một dấu hiệu sinh học, ông cân nhắc hai yếu tố trước khi tin tưởng họ. Đầu tiên, ông xác nhận tín hiệu được phát hiện là có thật — rằng những người quan sát thực sự đã tìm thấy phân tử mà họ nói rằng họ có. Sau đó, ông đảm bảo rằng mọi người đang quy kết sự tạo ra phân tử đó cho nguồn chính xác — trong trường hợp này là một dạng sự sống nào đó. Schwieterman và nhiều nhà thiên văn học khác tin rằng phát hiện DMS của Madhusudhan không vượt qua được cả hai bước xác minh.

Ryan MacDonald, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Michigan, người không tham gia vào nghiên cứu mới, giải thích rằng ông đã tìm thấy các dấu hiệu phân tử ở mức độ tin cậy tương tự "hoàn toàn biến mất" khi cùng một dữ liệu được chạy qua các mô hình khác nhau. Ông nói với Space.com rằng kết quả phân tích có thể thay đổi "tùy thuộc vào các chi tiết nhỏ trong cách bạn xử lý dữ liệu", đồng thời nói thêm rằng "tất cả chúng ta vẫn đang học" cách phân tích loại dữ liệu này vì chất lượng của nó cao hơn bao giờ hết. Ông sẽ cần xem số liệu thống kê mạnh hơn để tin rằng DMS thực sự có trong bầu khí quyển của K2-18b.

Schwieterman cũng có mối quan tâm riêng của mình về việc quy dấu hiệu này cho DMS. Ông giải thích rằng cách cụ thể mà DMS tương tác với ánh sáng có thể tạo ra các tín hiệu tương tự như tín hiệu của một số loại khí khác, như mêtan, hoặc các tín hiệu không biểu thị bất kỳ điều gì cả. "Sẽ dễ dàng để quy một chữ ký cho DMS thực ra là kết quả của một nguồn khí hoặc tiếng ồn khác", ông nói. "Những gì chúng tôi muốn là nhiều dữ liệu hơn nữa để xác nhận việc quy DMS cho phép đo đó".

Madhusudhan bảo vệ quyết định của nhóm mình là báo cáo những gì họ tìm thấy, ngay cả ở mức độ tin cậy tương đối thấp: "Nếu bạn thực sự đang nghiên cứu và tìm thấy tín hiệu ở [mức độ tin cậy này], bạn nên báo cáo điều đó. Cho dù bạn có coi đó là bằng chứng tiềm năng hay không thì cũng chủ quan ở một mức độ nào đó... nhưng bạn vẫn nên báo cáo".

Một số online articles đã đi xa đến mức cho rằng nhóm này có thể đã tìm thấy sự sống ngoài hành tinh trên một hành tinh xa xôi. Ngay cả Madhusudhan cũng ngần ngại đồng ý với những kết luận như vậy, thậm chí là sơ bộ.


szMRpf8PvnAx2dsZ6rBq2j-1200-80.jpg


Liệu sự tồn tại của DMS có thực sự ngụ ý sự tồn tại của sự sống không?​

Ngoài câu hỏi liệu DMS có thực sự được phát hiện hay không, các nhà nghiên cứu đang điều tra xem phân tử là một dấu hiệu tốt của sự sống ngay từ đầu. Cách tốt nhất để quyết định là xem liệu có lời giải thích nào khác cho sự hiện diện của nó ở số lượng đủ cao để quan sát được hay không, Barstow giải thích.

Có một số trường hợp các nhà khoa học tìm ra cách tạo ra các phân tử khác mà theo truyền thống được coi là dấu hiệu sinh học mà không cần sử dụng đến sự sống. Ví dụ, vào năm 2023, các nhà nghiên cứu tìm ra một cách để biến carbon dioxide và heli thành oxy, thường được sử dụng làm chỉ số cuộc sống.

Tương tự như vậy, vào năm 1975, các nhà hóa học đã có thể sản xuất DMS trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng hydro sunfua, mêtan và điện, chứng minh rằng sự sống không cần thiết cho việc tạo ra nó. (Madhusudhan không nghĩ rằng quá trình này sẽ tạo ra đủ DMS trên K2-18b để có thể quan sát được.)

Vào tháng 11 năm 2024, một nhóm nghiên cứu riêng biệt đã công bố bằng chứng về chữ ký DMS từ một sao chổi. Nghiên cứu của họ ủng hộ một ý tưởng mới về sản xuất DMS, một ý tưởng sử dụng các nguyên tố cơ bản từ khắp không gian và một lần nữa không phụ thuộc vào sự sống.

Nora Hänni, một nhà hóa học tại Đại học Bern và là nhà điều tra chính của nghiên cứu mới, đã giải thích cách DMS có thể chuyển từ sao chổi sang các hành tinh. Một sao chổi có khả năng hạ cánh trên một hành tinh và lắng đọng hóa chất vào bầu khí quyển của nó, bà nói với Space.com, "vì vậy về cơ bản nó có thể giống như một con tàu vũ trụ."

"Nếu bạn muốn phát hiện [DMS] trong bầu khí quyển," Hänni nói thêm, "nó cũng phải tồn tại được trong quá trình hóa học của khí quyển, bức xạ... Có thể bạn sẽ phải quan sát thấy sự ô nhiễm tiềm ẩn ngay sau vụ va chạm, hoặc bạn sẽ phải chịu nhiều tác động và một số vật liệu có thể tích tụ."

Vẫn còn nhiều điều chưa biết.

Các đặc tính của ngoại hành tinh K2-18b và bầu khí quyển của nó phần lớn là một bí ẩn, vì vậy không rõ DMS có thể thực sự tồn tại được bao lâu — hoặc thậm chí liệu nó có tồn tại hay không. Cũng có rất ít thông tin về cách sao chổi hoạt động bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Hänni không thúc đẩy giả thuyết rằng sao chổi chịu trách nhiệm cho DMS trên K2-18b, nhưng cô ấy muốn đảm bảo rằng kịch bản này được coi là một khả năng trước khi đưa ra bất kỳ kết luận nào về những phát hiện về DMS.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
 —  Kính viễn vọng không gian James Webb có thực sự tìm thấy sự sống ngoài Trái đất không? Các nhà khoa học không chắc chắn lắm

 — Bề mặt của ngoại hành tinh có thể được bao phủ bởi đại dương, Kính viễn vọng không gian James Webb phát hiện

 — Phát hiện về hơi nước trên ngoại hành tinh 'có thể ở được' K2-18 b thật thú vị — Nhưng nó không phải là anh em sinh đôi của Trái đất

Tuy nhiên, Madhusudhan bác bỏ thuyết sao chổi vì ông cho rằng cần phải quan sát được lượng DMS trong bầu khí quyển của một ngoại hành tinh. "Bạn cần cung cấp bao nhiêu để có thể quan sát được trong bầu khí quyển của một hành tinh? Sao chổi không xuất hiện theo giờ", ông nói. Ông cho rằng để phương pháp sản xuất này có thể giải thích được chữ ký mà ông tìm thấy, số lượng sao chổi đâm vào K2-18b và mang theo DMS sẽ cần phải cao một cách phi thực tế.

Rõ ràng là vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi có sự đồng thuận về việc chữ ký này có thực hay không và liệu DMS có phải là dấu hiệu sinh học đáng tin cậy hay không. MacDonald giải thích rằng nhiều quan sát bằng kính thiên văn hơn về bầu khí quyển của K2-18b từ nhiều thiết bị sẽ là "tiêu chuẩn vàng" để chứng minh liệu DMS có thực sự hiện diện hay không.

Và công việc đó đang được tiến hành.

"Chúng tôi đang có thêm nhiều quan sát, những người khác cũng đang có thêm nhiều quan sát", Madhusudhan cho biết. "Vì vậy, trong năm tới, chúng ta sẽ xem liệu phân tử đó có tồn tại hay không."
 
Back
Bên trên