Các nhà khoa học đã tìm thấy thêm bằng chứng về các loại khí sinh học có thể có trên ngoại hành tinh K2-18b gần đó, củng cố thêm lập luận rằng nó có thể hỗ trợ sự sống ngoài hành tinh.
Vào năm 2023, các nhà nghiên cứu sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) của NASA đã báo cáo về sự hiện diện tiềm tàng của dimethyl sulfide (DMS) trên K2-18b, có khối lượng lớn hơn Trái đất gần chín lần và quay quanh "vùng có thể ở được" của một ngôi sao cách chúng ta khoảng 120 năm ánh sáng.
Ở đây trên Trái đất, DMS chủ yếu được tạo ra bởi sự sống — chủ yếu là thực vật phù du và các vi khuẩn biển khác — vì vậy nghiên cứu năm 2023 đã nhận được sự nhiệt tình. Tuy nhiên, sự phấn khích đã được kiềm chế bởi bản chất sơ bộ của phát hiện; các quan sát của JWST phù hợp với sự hiện diện của DMS nhưng không xác nhận điều đó. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã xem xét lại, nhưng lần này theo một cách hơi khác.
JWST có thể thăm dò bầu khí quyển của các ngoại hành tinh khi những thế giới này "di chuyển" hoặc băng qua bề mặt của các ngôi sao chủ của chúng theo góc nhìn của đài quan sát: Kính viễn vọng phát hiện ra một số phân tử nhất định trong không khí dựa trên bước sóng ánh sáng sao mà chúng hấp thụ.
Liên quan: Ngoại hành tinh K2-18b có phải là nơi có sự sống ngoài hành tinh hay không? Đây là lý do tại sao cuộc tranh luận vẫn tiếp diễn
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện phát hiện DMS ban đầu, thử nghiệm bằng cách sử dụng các thiết bị NIRISS (Máy ảnh cận hồng ngoại và máy quang phổ không khe) và NIRSpec (Máy quang phổ cận hồng ngoại) của JWST. Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Công cụ hồng ngoại giữa (MIRI) trị giá 10 tỷ đô la của kính viễn vọng, công cụ này sẽ kiểm tra các bước sóng ánh sáng khác nhau.
MIRI cũng phát hiện ra dấu vân tay của DMS (và/hoặc dimethyl disulfide, hay DMDS, một họ hàng hóa học gần gũi và cũng là một dấu hiệu sinh học tiềm năng), các nhà nghiên cứu báo cáo trong nghiên cứu mới, được công bố trực tuyến ngày hôm nay (ngày 17 tháng 4) trên Tạp chí Vật lý thiên văn Thư.
"Đây là một bằng chứng độc lập, sử dụng một thiết bị khác với những gì chúng tôi đã làm trước đây và một phạm vi bước sóng ánh sáng khác, không có sự chồng chéo với các quan sát trước đây", Nikku Madhusudhan, một giáo sư tại Viện Thiên văn học của Đại học Cambridge, người đứng đầu cả hai nghiên cứu về K2-18b, cho biết trong tuyên bố ngày hôm nay. "Tín hiệu truyền qua mạnh và rõ ràng."
Dựa trên kích thước và các đặc điểm khác, các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng K2-18b có thể là một thế giới "Hycean" — một lớp ngoại hành tinh được đề xuất vào năm 2021 có đại dương nước lỏng khổng lồ và bầu khí quyển giàu hydro. ("Hycean" là từ ghép của "hydrogen" và "ocean.")
Và không khí của K2-18b cũng giàu DMS và/hoặc DMDS, theo nghiên cứu mới. Các nhà nghiên cứu ước tính nồng độ hơn 10 phần triệu theo thể tích, so với nồng độ dưới một phần tỷ đối với chúng ở đây trên Trái đất.
"Các công trình lý thuyết trước đó đã dự đoán rằng các thế giới Hycean có thể có nồng độ khí gốc lưu huỳnh cao như DMS và DMDS", Madhusudhan cho biết. "Và giờ chúng ta đã quan sát được nó, phù hợp với những gì đã được dự đoán. Với tất cả những gì chúng ta biết về hành tinh này, một thế giới Hycean với một đại dương tràn ngập sự sống là viễn cảnh phù hợp nhất với dữ liệu chúng ta có."
Các 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 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 hơi nước trên ngoại hành tinh 'có thể sinh sống' K2-18 b Thật thú vị — nhưng nó không phải là hành tinh song sinh của Trái Đất
Madhusudhan và nhóm của ông không tuyên bố đã phát hiện ra sự sống ngoài hành tinh; họ nói rằng cần có nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận và mở rộng những phát hiện của họ. Các nhà khoa học khác cũng cảm thấy như vậy — và một số người đang đưa ra những liều lượng hoài nghi nặng nề hơn vào cuộc tranh luận xung quanh K2-18b và tiềm năng chứa sự sống của nó.
Một trong số họ là nhà thiên văn học Chris Lintott, người đã phản đối mô tả "mạnh mẽ và rõ ràng" của Madhusudhan về tín hiệu DMS/DMDS.
"Trong khi đó, bài báo được bình duyệt ngang hàng cho biết 'Mặc dù [sự hiện diện của các phân tử] DMDS và DMS giải thích tốt nhất các quan sát hiện tại, nhưng ý nghĩa kết hợp của chúng… nằm ở mức thấp hơn mức độ mạnh mẽ cần thiết đối với bằng chứng khoa học", Lintott, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Oxford, đã viết trên trang mạng xã hội BlueSky hôm qua (ngày 16 tháng 4).
Phát hiện dấu hiệu của sự sống ngoài hành tinh là một công việc khó khăn và xác nhận chúng thậm chí còn khó khăn hơn — đặc biệt là trên một thế giới như K2-18b, mà chúng ta sẽ không thể điều tra kỹ lưỡng trong tương lai gần, nếu có. Vì vậy, chúng ta nên mong đợi cuộc tranh luận và việc thu thập dữ liệu sẽ tiếp tục.
Vào năm 2023, các nhà nghiên cứu sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) của NASA đã báo cáo về sự hiện diện tiềm tàng của dimethyl sulfide (DMS) trên K2-18b, có khối lượng lớn hơn Trái đất gần chín lần và quay quanh "vùng có thể ở được" của một ngôi sao cách chúng ta khoảng 120 năm ánh sáng.
Ở đây trên Trái đất, DMS chủ yếu được tạo ra bởi sự sống — chủ yếu là thực vật phù du và các vi khuẩn biển khác — vì vậy nghiên cứu năm 2023 đã nhận được sự nhiệt tình. Tuy nhiên, sự phấn khích đã được kiềm chế bởi bản chất sơ bộ của phát hiện; các quan sát của JWST phù hợp với sự hiện diện của DMS nhưng không xác nhận điều đó. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã xem xét lại, nhưng lần này theo một cách hơi khác.
JWST có thể thăm dò bầu khí quyển của các ngoại hành tinh khi những thế giới này "di chuyển" hoặc băng qua bề mặt của các ngôi sao chủ của chúng theo góc nhìn của đài quan sát: Kính viễn vọng phát hiện ra một số phân tử nhất định trong không khí dựa trên bước sóng ánh sáng sao mà chúng hấp thụ.
Liên quan: Ngoại hành tinh K2-18b có phải là nơi có sự sống ngoài hành tinh hay không? Đây là lý do tại sao cuộc tranh luận vẫn tiếp diễn
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện phát hiện DMS ban đầu, thử nghiệm bằng cách sử dụng các thiết bị NIRISS (Máy ảnh cận hồng ngoại và máy quang phổ không khe) và NIRSpec (Máy quang phổ cận hồng ngoại) của JWST. Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Công cụ hồng ngoại giữa (MIRI) trị giá 10 tỷ đô la của kính viễn vọng, công cụ này sẽ kiểm tra các bước sóng ánh sáng khác nhau.
MIRI cũng phát hiện ra dấu vân tay của DMS (và/hoặc dimethyl disulfide, hay DMDS, một họ hàng hóa học gần gũi và cũng là một dấu hiệu sinh học tiềm năng), các nhà nghiên cứu báo cáo trong nghiên cứu mới, được công bố trực tuyến ngày hôm nay (ngày 17 tháng 4) trên Tạp chí Vật lý thiên văn Thư.
"Đây là một bằng chứng độc lập, sử dụng một thiết bị khác với những gì chúng tôi đã làm trước đây và một phạm vi bước sóng ánh sáng khác, không có sự chồng chéo với các quan sát trước đây", Nikku Madhusudhan, một giáo sư tại Viện Thiên văn học của Đại học Cambridge, người đứng đầu cả hai nghiên cứu về K2-18b, cho biết trong tuyên bố ngày hôm nay. "Tín hiệu truyền qua mạnh và rõ ràng."
Dựa trên kích thước và các đặc điểm khác, các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng K2-18b có thể là một thế giới "Hycean" — một lớp ngoại hành tinh được đề xuất vào năm 2021 có đại dương nước lỏng khổng lồ và bầu khí quyển giàu hydro. ("Hycean" là từ ghép của "hydrogen" và "ocean.")
Và không khí của K2-18b cũng giàu DMS và/hoặc DMDS, theo nghiên cứu mới. Các nhà nghiên cứu ước tính nồng độ hơn 10 phần triệu theo thể tích, so với nồng độ dưới một phần tỷ đối với chúng ở đây trên Trái đất.
"Các công trình lý thuyết trước đó đã dự đoán rằng các thế giới Hycean có thể có nồng độ khí gốc lưu huỳnh cao như DMS và DMDS", Madhusudhan cho biết. "Và giờ chúng ta đã quan sát được nó, phù hợp với những gì đã được dự đoán. Với tất cả những gì chúng ta biết về hành tinh này, một thế giới Hycean với một đại dương tràn ngập sự sống là viễn cảnh phù hợp nhất với dữ liệu chúng ta có."
Các 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 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 hơi nước trên ngoại hành tinh 'có thể sinh sống' K2-18 b Thật thú vị — nhưng nó không phải là hành tinh song sinh của Trái Đất
Madhusudhan và nhóm của ông không tuyên bố đã phát hiện ra sự sống ngoài hành tinh; họ nói rằng cần có nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận và mở rộng những phát hiện của họ. Các nhà khoa học khác cũng cảm thấy như vậy — và một số người đang đưa ra những liều lượng hoài nghi nặng nề hơn vào cuộc tranh luận xung quanh K2-18b và tiềm năng chứa sự sống của nó.
Một trong số họ là nhà thiên văn học Chris Lintott, người đã phản đối mô tả "mạnh mẽ và rõ ràng" của Madhusudhan về tín hiệu DMS/DMDS.
"Trong khi đó, bài báo được bình duyệt ngang hàng cho biết 'Mặc dù [sự hiện diện của các phân tử] DMDS và DMS giải thích tốt nhất các quan sát hiện tại, nhưng ý nghĩa kết hợp của chúng… nằm ở mức thấp hơn mức độ mạnh mẽ cần thiết đối với bằng chứng khoa học", Lintott, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Oxford, đã viết trên trang mạng xã hội BlueSky hôm qua (ngày 16 tháng 4).
Phát hiện dấu hiệu của sự sống ngoài hành tinh là một công việc khó khăn và xác nhận chúng thậm chí còn khó khăn hơn — đặc biệt là trên một thế giới như K2-18b, mà chúng ta sẽ không thể điều tra kỹ lưỡng trong tương lai gần, nếu có. Vì vậy, chúng ta nên mong đợi cuộc tranh luận và việc thu thập dữ liệu sẽ tiếp tục.
