Kính viễn vọng James Webb vừa phát hiện bằng chứng thuyết phục nhất về sự sống ngoài Hệ Mặt Trời

Khí quyển hành tinh xa xôi chứa hợp chất được cho là xuất phát từ hoạt động sinh học.

Một hành tinh khổng lồ cách Trái Đất 124 năm ánh sáng vừa cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất từ trước tới nay về sự sống ngoài Hệ Mặt Trời.

Dựa trên dữ liệu từ kính viễn vọng James Webb, các nhà khoa học phát hiện dấu hiệu sự sống trên hành tinh K2-18 b. Cụ thể là những dấu vết hóa học của hai hợp chất chỉ được tạo ra bởi hoạt động sinh học.

Phát hiện dimethyl sulfide (DMS) và dimethyl disulfide (DMDS) chưa thể coi là bằng chứng chắc chắn về sự sống ngoài hành tinh, nhưng giúp nhân loại tiến gần hơn đến câu trả lời cho câu hỏi: Liệu chúng ta có cô đơn trong vũ trụ?

“Đây là bằng chứng thuyết phục nhất cho đến nay về khả năng có hoạt động sinh học ngoài Hệ Mặt Trời”, Giáo sư Nikku Madhusudhan, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Cambridge và trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ. “Chúng tôi rất cẩn trọng, luôn đặt câu hỏi về tính xác thực của tín hiệu và ý nghĩa thực sự của nó.”

Ông cũng chia sẻ thêm: “Nhiều thập kỷ sau, chúng ta sẽ nhìn lại khoảnh khắc này và nhận ra vũ trụ sống động đã thực sự ở ngay trong tầm tay. Đây có thể là bước ngoặt để trả lời câu hỏi cơ bản - liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ?”

Tuy nhiên, một số nhà khoa học vẫn còn hoài nghi, cho rằng còn nhiều thắc mắc về khả năng hỗ trợ sự sống của K2-18 b, và liệu DMS hay DMDS - thường được sinh vật phù du biển trên Trái Đất tạo ra - có phải là “dấu hiệu sinh học” đáng tin cậy hay không.

Hành tinh K2-18 b, thuộc chòm sao Sư Tử (Leo), có khối lượng gần gấp 9 lần Trái Đất và đường kính lớn hơn 2,6 lần. Nó quay quanh một ngôi sao lùn đỏ nhỏ và mát hơn Mặt Trời, nằm trong “vùng có thể duy trì sự sống” với điều kiện nước tồn tại ở dạng lỏng.

Khi kính Hubble phát hiện tín hiệu có thể là hơi nước trong khí quyển K2-18 b năm 2019, các nhà khoa học từng gọi đây là “thế giới có khả năng sinh sống cao nhất” bên ngoài Hệ Mặt Trời.

Tuy nhiên, quan sát năm 2023 do nhóm Madhusudhan thực hiện đã xác định lại tín hiệu nước thành methane (CH₄). Dù vậy, nhóm vẫn cho rằng K2-18 b phù hợp với hành tinh có thể sống được, có thể bao phủ bởi đại dương sâu rộng; nhưng khẳng định này vẫn còn gây tranh cãi.

Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu Cambridge còn ghi nhận tín hiệu yếu nhưng đầy hứa hẹn, báo hiệu sự hiện diện của DMS trên K2-18 b.

Các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời quá xa để chụp ảnh trực tiếp hay tiếp cận bằng tàu vũ trụ. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn ước tính được kích thước, mật độ, nhiệt độ và phân tích thành phần hóa học khí quyển khi hành tinh đi qua trước ngôi sao chủ.

Bằng cách đo ánh sáng sao đã lọc qua khí quyển hành tinh, các nhà khoa học nhận thấy bước sóng bị hấp thụ bởi DMS và DMDS giảm đột ngột khi K2-18 b đi qua trước ngôi sao lùn đỏ, cho thấy sự hiện diện của hai hợp chất này trong khí quyển.

“Tín hiệu rất rõ ràng và mạnh mẽ,” giáo sư Madhusudhan chia sẻ. “Nếu có thể phát hiện các phân tử này trên hành tinh có khả năng sống, đây là lần đầu tiên loài người làm được điều đó... Thật khó tin rằng điều này khả thi.”

Công bố trên The Astrophysical Journal Letters cho thấy nồng độ DMS, DMDS hoặc cả hai có thể cao gấp hàng nghìn lần mức trên Trái Đất, với độ tin cậy thống kê "three-sigma" – nghĩa là xác suất xảy ra ngẫu nhiên chỉ 0,3%.

Tuy nhiên, mức này vẫn chưa đạt chuẩn “vàng” trong vật lý để được xem là một phát hiện đột phá.

“Có thể có những quá trình chưa được biết đến tạo ra các phân tử này,” giáo sư Madhusudhan nói thêm. “Nhưng tôi không nghĩ có cơ chế phi sinh học nào giải thích được điều này.”

Giới khoa học chưa loại trừ hết khả năng, vì điều kiện khí quyển chưa rõ của K2-18 b có thể sinh ra DMS và DMDS theo cách nào đó. Nhóm Cambridge nghiêng về giả thuyết hành tinh có đại dương, trong khi các nhà khoa học khác cho rằng dữ liệu từ kính Webb phù hợp với hành tinh khí hoặc hành tinh bị bao phủ bởi dung nham.

Các nhà nghiên cứu đặt câu hỏi liệu sao chổi có mang DMS đến K2-18 b không? Ngoài ra, cũng có giả thuyết DMS được tạo ra trong miệng phun thủy nhiệt, núi lửa hoặc bão sét qua các phản ứng hóa học bất thường.

“Sự sống tồn tại là một trong những khả năng, nhưng chỉ là một trong nhiều giả thuyết,” Tiến sĩ Nora Hänni, nhà hóa học tại Viện Vật lý, Đại học Berne, người từng phát hiện DMS trên sao chổi băng giá không có sự sống, chia sẻ. “Chúng ta cần loại trừ hoàn toàn các khả năng khác trước khi tuyên bố sự sống tồn tại.”

Một số nhà khoa học khác cho rằng việc đo khí quyển hành tinh chưa đủ làm bằng chứng rõ ràng về sự sống. “Điều chưa được đánh giá đúng là technosignature - tín hiệu từ nền văn minh tiên tiến - có thể là bằng chứng rõ ràng hơn, dù xác suất phát hiện rất thấp,” Tiến sĩ Caroline Morley, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Texas, Austin, nhận định.

Tuy nhiên, bà cũng khẳng định phát hiện lần này là một bước tiến quan trọng.

Tiến sĩ Jo Barstow, chuyên gia khoa học hành tinh tại Đại học Mở, đánh giá cao việc phát hiện DMS nhưng vẫn thận trọng: “Tôi luôn giữ mức hoài nghi cao nhất với mọi tuyên bố về sự sống, không phải vì nghi ngờ sự sống ngoài Trái Đất không tồn tại, mà vì phát hiện mang tính đột phá cần bằng chứng cực kỳ thuyết phục. Tôi cho rằng nghiên cứu này chưa đạt ngưỡng đó.”

Ở khoảng cách 120 năm ánh sáng, quan sát trực tiếp để xác minh là điều không thể, ít nhất trong tương lai gần. Tuy nhiên, giáo sư Madhusudhan nhấn mạnh rằng điều này chưa từng cản trở con người phát hiện lỗ đen hay các hiện tượng vũ trụ khác.

“Chúng tôi cố gắng xác định xem các quy luật sinh học có tính phổ quát trong vũ trụ hay không. Tôi không cho rằng phải ‘bơi trong nước mới bắt được cá’,” giáo sư nhận định. Ông tin rằng nếu cơ chế tạo DMS và DMDS tương tự ở bất cứ hành tinh, hệ sao hay nơi nào trong vũ trụ, thì tín hiệu từ K2-18 b chắc chắn là dấu hiệu sự sống, dù ta không thể trực tiếp kiểm chứng.