Những Nhà thiên văn học Sẵn Sàng Khảo Sát Đại Dương Ẩn của Europa để Tìm Kiếm Sự Sống

Vượt xa khỏi Sao Hỏa và dải thiên hà, cách Mặt Trời nửa tỷ dặm, hệ mặt trời có vẻ như lạnh lẽo, ảm đạm và không có sự sống. Nhưng các nhà khoa học tin rằng có khả năng nhỏ những sinh vật ngoài hành tinh nhỏ bé có thể sống trên một mặt trăng xa xôi, và bạn có thể tìm thấy chúng nếu nhìn vào đúng nơi. Đối với nhiều nhà nghiên cứu, đó là Europa, dưới lớp vỏ băng dày của nó.

Những nhà khoa học hành tinh đang khám phá thêm về một trong những mặt trăng lớn thứ tư của Jupiter, một trong những thế giới đại dương gần trái đất như mọi người biết - những nơi như các mặt trăng Titan và Enceladus của Sao Thổ có các cơ thể nước mặn và các chất lỏng khác có thể thuận lợi cho sự xuất hiện của sự sống. Họ đang trình bày những phát hiện mới về bề mặt nứt nẻ của Europa, đại dương ẩn và hoạt động địa chất tại Hội nghị Hành tinh hàng năm lớn nhất ở Hoa Kỳ, do Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ tổ chức, được tổ chức trực tuyến lần thứ hai liên tiếp. Nghiên cứu này làm nền cho những cơ hội hấp dẫn cho những quan sát mới bằng các nhiệm vụ sắp tới của NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu.

"Europa tuyệt vời. Trên bất kỳ nơi nào trong hệ mặt trời, ngoài Trái Đất, nó có tiềm năng lớn nhất, tôi nghĩ, để duy trì một môi trường sống có thể hỗ trợ sự sống vi khuẩn," nói Michael Bland, một nhà khoa học vũ trụ của Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ ở Flagstaff, Arizona. Sau khi mô phỏng nội thất động, đá của mặt trăng, Bland tin rằng điều kiện trên đáy biển sâu của nó có thể thuận lợi cho sự sống, theo công việc mới mà ông và nhà khoa học Catherine Elder của NASA Jet Propulsion Laboratory trình bày tại hội nghị vào thứ Hai.

Đại dương của Europa nằm dưới khoảng 10 dặm băng đá, nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là nó quá lạnh cho sự sống. Khi mặt trăng quay quanh Sao Mộc, lực triều tạo ra nhiệt độ làm tan chảy khoảng 5 phần trăm lớp vỏ đá của mặt trăng, xa dưới lòng đất. Theo Bland, một số magma đó có thể di chuyển lên 100 dặm qua những kẽ nhỏ trong vật liệu đá lạnh, phun lên đáy biển. Nếu quá trình này thực sự xảy ra, và đủ thường xuyên, nó sẽ hoạt động giống như các khe nứt nước nhiệt trên Trái Đất: Những khe nứt đáy biển núi lửa cung cấp năng lượng và thành phần hóa học cho sự sống, xa dưới tầm tay của ánh sáng mặt trời và quang hợp. Các sinh vật mạnh mẽ thích ứng trong những môi trường tối tăm, áp suất cao như thế trên thế giới của chúng ta, và có thể chúng cũng thích ứng trên các hành tinh khác.

Nhưng để quá trình hoạt động, magma phải đạt đến biển dưới lòng đất nhanh chóng, trước khi đóng băng và cứng lại. Dữ liệu mô hình của Bland chỉ ra rằng vận tốc đi lên của nó có thể chỉ vừa đủ nhanh để nó hoạt động như vậy, có nghĩa là có cơ hội cho sự sống trên đáy biển của Europa. “Nó có vẻ có lý, nhưng điều kiện cụ thể phải được đáp ứng, và không đảm bảo,” ông nói.

Europa được coi là một trong bốn mặt trăng Galileo của Jupiter, được nhìn thấy lần đầu bởi Galileo Galilei với kính thiên văn trước NASA bốn thế kỷ trước. Đồng minh của nó bao gồm Io, một thế giới núi lửa, nước lưu huỳnh, bị tác động bởi bức xạ, nằm gần Jupiter, và, quay quanh xa hơn so với Europa, là các mặt trăng lớn Ganymede và Callisto có nhiều vết nứt. Hai mặt trăng cuối có thể chứa đựng đại dương ngầm, nhưng nếu có, nước sẽ nằm sâu hơn dưới cả lớp vỏ dày hơn.

Nhưng Europa là duy nhất. Không chỉ vỏ của nó tương đối mỏng, mà bề mặt của nó còn được phủ bởi hàng nghìn dãy núi đèo và khe nứt hẹp, xen kẽ nhau, một số kéo dài hàng trăm dặm. Bằng cách ánh xạ hình ảnh hiện có, Michelle Babcock, một nhà khoa học hành tinh tại Georgia Tech ở Atlanta, xác định khoảng 70 “dãy núi đèo quằn queo” trong số đó: các cấu trúc uốn lượn, bất đối xứng không giống các dãy núi đèo thẳng và vòng cung mà các nhà khoa học đã giải thích trước đây.

Mặc dù họ vẫn chưa chắc chắn về nguyên nhân của đường núi đèo quằn queo, tất cả những vết cắt trên bề mặt mặt trăng có thể bắt nguồn một cách nào đó từ quỹ đạo hơi hình elip của nó, đưa nó lên gần hơn và sau đó xa hơn từ Jupiter. “Khi nó quay quanh Jupiter, vỏ bị căng và bị kéo, và căng thẳng triều làm nứt và vỡ, góp phần vào nhiều đặc điểm bề mặt,” Babcock nói. Họ trình bày những phát hiện của họ cùng với đồng nghiệp Britney Schmidt và Chase Chivers vào thứ Hai.

Hoạt động địa chất như vậy có thể đóng một vai trò trong việc giải thích một bí ẩn khác: bề mặt của Europa dường như trẻ trung. Không giống như những người hàng xóm, có vẻ ngoại trừ với vẻ bề ngoài bị đánh dấu nhờ vào việc bị va chạm với sao chổi và tiểu hành tinh trong vô số thời đại, Europa có ít vết nứt để chứng minh tuổi tác của mình. Bằng cách nào đó, mặt trăng này liên tục tự thay đổi, và những dãy núi đèo nhiều làn này có thể liên quan đến việc che phủ hoặc xóa bỏ những vết nứt như vậy theo thời gian, Babcock và đồng nghiệp của họ lý luận.

Những nhà nghiên cứu tập trung vào Europa khác tại hội nghị đang tìm kiếm những dấu hiệu tiêu biểu của vi khuẩn ngoài hành tinh có thể ở đó, cách chứng cứ quan trọng như vậy có thể nổi lên trên bề mặt hoặc bị phun ra không gian trong những cột khói, cũng như tác động của tia phóng xạ từ Jupiter đánh vào bề mặt, có thể phá hủy những dấu hiệu của sự sống trước khi chúng được phát hiện.

Tuy nhiên, để giải quyết một trong những câu hỏi này một cách xác định, đòi hỏi các nhiệm vụ không gian mới. Europa lần cuối cùng được một tàu vũ trụ dành riêng thăm—được đặt tên theo người phát hiện ra nó, Galileo—hai thập kỷ trước. Nó đã đi qua gần mặt trăng và những người hàng xóm của nó và chụp ảnh với máy ảnh của mình trong quá trình đó. Trước đó, Voyager 2 đã chụp ảnh khi nó bay qua vào năm 1979. Tàu vũ trụ Juno của NASA, đã quay quanh Jupiter từ khi đến vào năm 2016, sẽ thực hiện một số quan sát trong những lần bay gần trong vài năm tới. Phi hành gia JUICE của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, dự kiến ​​sẽ được phóng vào năm sau, cũng sẽ làm như vậy, tuy nhiên, nó sẽ dành nhiều thời gian hơn xung quanh Ganymede.

Sau đó, Bland, Babcock và đồng nghiệp của họ mong đợi sự xuất hiện của Europa Clipper của NASA, một nhiệm vụ đã mất nhiều năm để lên kế hoạch và dự kiến sẽ được phóng vào năm 2024. “Europa Clipper sẽ đánh giá khả năng sống của Europa và cách chúng ta có thể sử dụng những điều tra này cho các thế giới đại dương khác, nghĩ về khả năng sự sống ở đó cũng,” nói Kathleen Craft, một nhà khoa học hành tinh tại Viện Fizik Ứng dụng Đại học Johns Hopkins ở Baltimore, người sẽ thuyết trình tại hội nghị vào thứ Năm.

Tàu vũ trụ kích thước của chiếc ô tô, với bảng năng lượng mặt trời 100 feet được mở ra ở mỗi bên, sẽ sử dụng radar, tín hiệu radio và khoa học trọng lực để nghiên cứu cấu trúc của mặt trăng, bao gồm đo độ dày của vỏ băng và độ sâu của đại dương ngầm. Nó cũng sẽ cố gắng bắt mẫu từ cột khói của nó, có thể bao gồm những giọt từ chính đại dương có thể tiết lộ thông tin về sự phù hợp với sự sống, Craft nói. Một công cụ kích thước bánh mì sẽ hấp thụ khí và hơi nước, phân tích và phân loại nội dung, sau đó gửi dữ liệu quan trọng trở lại cho các nhà khoa học tại nhà.

Nhiệm vụ của nó cũng bao gồm việc tiến hành giám sát không gian cho một nhiệm vụ hạ cánh tiềm năng đến Europa, có thể xúc nhận vật liệu trên bề mặt hoặc khoan xuống để tìm kiếm bằng chứng mong đợi về các hình thức sống ngoài hành tinh.

Để chuẩn bị cho một tàu hạ cánh trong tương lai, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những nơi có tính chất tương tự trên Trái Đất, như ở Greenland. Hình ảnh vệ tinh của những địa điểm giả tưởng như thế này sẽ mang lại cho họ một ý tưởng thực tế về địa hình của Europa, và điều này quan trọng, vì hiện tại hình ảnh của họ không có độ phân giải đủ cao. Và điều đó có thể nguy hiểm: Một khu vực đóng băng có thể gợi ý một nơi đáp xuống mượt mà có thể ẩn chứa một tảng băng có cấu trúc phức tạp hơn, với những mối nguy hiểm nhỏ không thể nhìn thấy. “Nhưng đó là môi trường hoàn toàn ngoại lai,” Curt Niebur, nhà khoa học hàng đầu của NASA cho các Chương trình Bay Khoa học Hành tinh và nhà khoa học chương trình Europa Clipper, nói.

Họ sẽ phải cân nhắc giá trị khoa học của một địa điểm hạ cánh—một nơi có cơ hội tốt để trình bày dấu hiệu của sự sống—so với rủi ro liên quan khi chạm đất ở đó. “Luôn luôn, các nhà khoa học nói, ‘Nơi hạ cánh thú vị nhất là đằng kia,’ và các kỹ sư nói, ‘Chúng tôi sẽ nổ tung nếu chúng tôi cố gắng hạ cánh ở đó,’” ông nói.

Trước khi Niebur và đồng nghiệp của ông có thể xác định chi tiết về nơi mà tàu hạ cánh sẽ đi và cách nó sẽ chạm đất, họ cần hình ảnh có độ phân giải cao, tốt hơn bất kỳ người nào đã có, vì đặt tàu ở nơi sai có thể phá hủy đầu tư dài hạn vào nghiên cứu và phát triển dẫn đến một nhiệm vụ cờ đỏ như vậy. Hãy tưởng tượng, ông nói, nếu người ngoài hành tinh gửi một chiếc cảm biến đặt sai vị trí đến Trái Đất, nơi lấy mẫu từ phần sai của đại dương và chỉ nhận được một thìa canh nước chết. Đó là lý do tại sao, ông nói, “mọi thứ đều phụ thuộc vào Europa Clipper.”

Nhiều bài viết tuyệt vời khác từ MYTOUR

• 📩 Những tin tức mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Nhận bản tin của chúng tôi!
• Ủng mưa, thay đổi thủy triều và sự tìm kiếm một cậu bé mất tích
• Một phần mềm nhằm làm cho các chuyến bay trở nên mượt mà hơn—và giảm lượng khí carbon
• 10 trò chơi quản lý tuyệt vời cho những nhà quản lý ghế sofa
• Con người không thể là người giữ duy nhất của kiến thức khoa học
• Liệu mặt trăng có thể va vào Trái Đất không?
• 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ có với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• 🎮 MYTOUR Games: Nhận những mẹo mới nhất, đánh giá và nhiều hơn nữa
• 💻 Nâng cấp trò chơi làm việc của bạn với đội ngũ Gear: laptop, bàn phím, phương án gõ và tai nghe chống ồn yêu thích của đội ngũ chúng tôi