Buzz
Những phát hiện khoa học mới nhất gợi ý rằng sinh vật ngoài hành tinh có khả năng sinh tồn trên các thế giới đá có nhiệt độ cao, dựa vào dung dịch muối lỏng thay vì phụ thuộc vào nước.
Trong suốt chiều dài lịch sử, công cuộc săn tìm sự sống ngoài hành tinh luôn dựa trên một nguyên lý ngầm: truy tìm những vùng có sự hiện diện của nước ở thể lỏng. Nguyên tố này được xem như chìa khóa then chốt, là nền móng cơ bản cho mọi hình thái sinh học mà nhân loại từng biết đến.
Thế nhưng, một báo cáo mang tính đột phá từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), vừa được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, đã đưa ra một giả thuyết đầy táo bạo: điều gì sẽ xảy ra nếu những sinh vật đó không hề cần đến nước? Thay vì giới hạn tầm nhìn vào nước, giới nghiên cứu giờ đây đang chú trọng khám phá một dạng vật chất hoàn toàn khác: chất lỏng ion.
Khám phá đầy lôi cuốn này không những vẽ nên một viễn cảnh mới mẻ cho lĩnh vực sinh học vũ trụ mà còn đặt ra những chất vấn căn bản về khái niệm "sự sống" và phương pháp chúng ta nhận diện nó. Giả thuyết này, một khi được xác minh, sẽ mở rộng đáng kể phạm vi "vùng có thể sinh sống" của các thiên thể, bao gồm cả những hành tinh với điều kiện môi trường khắc nghiệt mà trước đây chúng ta vẫn xem là bất khả thi.
Vùng có thể sinh sống: Không chỉ có nước
Dựa trên các tiêu chí hiện hành, một hành tinh chỉ được xếp vào loại "có thể sinh sống" khi nó tồn tại trong một khoảng cách phù hợp so với ngôi sao chủ, đảm bảo nước lỏng có thể duy trì trạng thái ổn định trên bề mặt của nó.
Dù sự ưa chuộng của chúng ta dành cho nước là hoàn toàn dễ hiểu, bởi mọi sinh vật trên hành tinh này đều không thể tồn tại nếu thiếu nó, nhưng Rachana Agrawal, tác giả chính của công trình nghiên cứu kiêm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại MIT, nhận định rằng đã đến lúc chúng ta cần mở rộng tầm nhìn của mình.
"Chúng ta thường khẳng định nước là yếu tố thiết yếu cho sự sống bởi lẽ đó chính xác là những gì sự sống trên Trái Đất đòi hỏi", Agrawal giải thích. "Tuy nhiên, nếu xem xét trên một quy mô rộng lớn hơn, chúng ta sẽ nhận ra thứ chúng ta thực sự cần tìm kiếm là một dung môi lỏng có khả năng hỗ trợ các quá trình trao đổi chất thiết yếu của sinh vật".
Chất lỏng ion chính là một ứng viên sáng giá cho giải pháp này. Đây là một dạng vật chất đặc biệt có thể duy trì trạng thái lỏng một cách ổn định ngay cả dưới nhiệt độ cực cao và áp suất thấp - những điều kiện môi trường vốn khiến nước lỏng không thể nào tồn tại.
Nhờ vào đặc tính ưu việt đó, chất lỏng ion có khả năng tạo dựng một môi trường hoàn hảo cho sự tồn tại và phát triển của các phân tử hữu cơ, ngay cả trên những hành tinh có điều kiện cực kỳ khắc nghiệt như Sao Kim.
Từ Sao Kim đến "hộp Pandora" của các khả năng
Ý tưởng nghiên cứu về chất lỏng ion được manh nha từ một dự án ban đầu nhằm phân tích bầu khí quyển độc hại của Sao Kim. Hành tinh này bị bao phủ bởi những tầng mây axit sulfuric dày đặc, một sản phẩm phổ biến từ các hoạt động phun trào núi lửa. Trong quá trình cố gắng tách chiết các hợp chất hữu cơ từ axit sulfuric, nhóm nghiên cứu liên tục quan sát thấy một lớp chất lỏng dai dẳng còn lưu lại.
"Từ quan sát đó, chúng tôi đã có một bước ngoặt sáng tạo và bắt đầu suy ngẫm về ý nghĩa tiềm tàng của nó", Agrawal cho biết. "Các ngọn núi lửa trên Trái Đất cũng phun ra axit sulfuric, và người ta đã tìm thấy các hợp chất hữu cơ trên những tiểu hành tinh cùng các thiên thể khác. Điều này đã dẫn dắt chúng tôi đến một câu hỏi then chốt: liệu chất lỏng ion có thể hình thành và tồn tại một cách tự nhiên trên các ngoại hành tinh hay không?".
Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng các điều kiện tự nhiên có thể dẫn đến sự hình thành của chất lỏng ion. Họ kết hợp nhiều loại hợp chất hữu cơ chứa nitơ cùng với axit sulfuric trong một mẫu đá bazan, một loại vật liệu địa chất phổ biến trên các thế giới đá.
Các phản ứng hóa học được tiến hành dưới áp suất thấp và nhiệt độ cao, mô phỏng chính xác các điều kiện khí quyển đặc trưng trên Sao Kim. Kết quả thu được thật sự đáng kinh ngạc: những thí nghiệm này đã thành công tạo ra chất lỏng ion ở nhiệt độ lên đến 180 độ C và trong môi trường có áp suất cực kỳ thấp.
"Chúng tôi hoàn toàn bất ngờ khi thấy chất lỏng ion có thể được tạo ra trong rất nhiều điều kiện môi trường đa dạng đến vậy," Sara Seager, nhà vật lý thiên văn tại MIT và là đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. Bà còn nhấn mạnh thêm rằng chất lỏng ion thể hiện độ bền vượt trội hơn hẳn so với nước ở các điều kiện khắc nghiệt.
Nếu những 'ốc đảo' chứa đầy chất lỏng ion này có khả năng tồn tại ổn định trên bề mặt các hành tinh trong hàng thiên niên kỷ, chúng hoàn toàn có thể trở thành nơi cư trú lý tưởng cho các dạng sinh vật đơn bào, mở ra một khái niệm hoàn toàn mới mẻ về sự sống so với những hiểu biết trước đây của chúng ta.
Viết lại kịch bản tìm kiếm sự sống
Phát hiện mang tính đột phá này có ý nghĩa cực kỳ to lớn, bởi nó trực tiếp thách thức những niềm tin nền tảng đã định hướng cho cuộc săn tìm sự sống ngoài hành tinh trong suốt thời gian qua. Trong nhiều thập kỷ, chúng ta đã tự giới hạn tầm nhìn của mình vào những hành tinh có đặc điểm tương đồng với Trái Đất, nơi tiềm năng tồn tại nước lỏng là rõ ràng, nhưng vũ trụ bao la hơn thế rất nhiều và rất có thể tồn tại những dạng thức sinh tồn đã thích nghi với những môi trường hoàn toàn dị biệt.
"Chúng tôi vừa mở ra một chiếc hộp Pandora chứa đầy những cơ hội nghiên cứu mới mẻ", Seager phát biểu. Và quả thực, công trình này sẽ là động lực thúc đẩy giới khoa học khám phá những hành tinh và vệ tinh mà trước đây vẫn bị xem là không có khả năng duy trì bất kỳ dạng sống nào.
Khám phá này còn có thể cung cấp lời giải cho những tín hiệu bí ẩn phát ra từ các vùng xa xôi trong vũ trụ, vốn không thể lý giải được bằng các mô hình sinh học truyền thống dựa trên nước. Rất có thể, các sinh thể ngoài hành tinh sẽ mang một hình thái hoàn toàn khác biệt so với mọi giả định trước đây của chúng ta, và chính sự dị biệt cốt lõi ấy sẽ trở thành chìa khóa then chốt giúp nhân loại cuối cùng cũng có thể tìm thấy chúng.
